Техническая документация на светодиодный индикатор LTS-315AJD - Высота цифры 0.3 дюйма - Цвет гиперкрасный - Прямое напряжение 2.6В - Рассеиваемая мощность 70мВт

1. Обзор продукта

LTS-315AJD — это компактный высокопроизводительный одноразрядный семисегментный индикатор, предназначенный для применений, требующих четкого числового отображения. Его основная функция — обеспечение высокочитаемого, яркого числового символа в малом форм-факторе. Ключевое преимущество этого устройства заключается в использовании передовой технологии AlInGaP (фосфида алюминия-индия-галлия) для светодиодных кристаллов, которая обеспечивает превосходную эффективность и чистоту цвета по сравнению со старыми технологиями, такими как стандартные светодиоды GaAsP. Это делает его особенно подходящим для портативных приборов, потребительской электроники, панелей управления промышленного оборудования и измерительных приборов, где критически важны энергопотребление, читаемость и надежность. Устройство категоризировано по световой силе, что гарантирует стабильный уровень яркости между производственными партиями.

2. Подробный анализ технических характеристик

2.1 Оптические характеристики

Оптические характеристики определяются несколькими ключевыми параметрами, измеренными при стандартной температуре окружающей среды 25°C.Средняя сила света (Iv)имеет типичное значение 600 мккд при прямом токе (IF) 1мА, с указанным диапазоном от 200 мккд (мин) и выше. Этот параметр указывает на воспринимаемую яркость светящихся сегментов. Излучаемый свет характеризуется как гиперкрасный.Пиковая длина волны излучения (λp)составляет обычно 650 нм, в то время какДоминирующая длина волны (λd)указана как 639 нм при IF=20мА. Разница между пиковой и доминирующей длиной волны связана с формой спектра излучения.Полуширина спектральной линии (Δλ)составляет 20 нм, что указывает на относительно узкую полосу излучаемого света, что способствует насыщенному красному цвету. Сила света измеряется с использованием датчика и фильтра, аппроксимирующих кривую спектральной чувствительности глаза CIE, что гарантирует соответствие значений человеческому зрению.

2.2 Электрические характеристики

Электрические параметры определяют рабочие условия и ограничения.Прямое напряжение на сегмент (VF)составляет от 2.1В до 2.6В при испытательном токе 20мА. Это падение напряжения на светодиоде, когда он проводит ток.Обратный ток на сегмент (IR)составляет максимум 100 мкА при приложенном обратном напряжении (VR) 5В, что указывает на ток утечки устройства в выключенном состоянии.Коэффициент соответствия силы света (Iv-m)указан как 2:1, что означает, что яркость самого тусклого сегмента относительно самого яркого сегмента в одном устройстве не превысит этого соотношения при IF=1мА, обеспечивая равномерный внешний вид.

2.3 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению.Непрерывный прямой ток на сегментсоставляет 25 мА при 25°C, с линейным снижением на 0.33 мА/°C при повышении температуры.Пиковый прямой ток на сегментсоставляет 90 мА, но только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1мс).Рассеиваемая мощность на сегментне должна превышать 70 мВт. МаксимальноеОбратное напряжениесоставляет 5В. Устройство может работать и храниться вДиапазоне температурот -35°C до +85°C. Температура пайки не должна превышать 260°C в течение максимум 3 секунд на расстоянии 1.6мм ниже плоскости установки во время сборки.

3. Объяснение системы сортировки

В технической документации указано, что устройство "категоризировано по световой силе". Это подразумевает процесс сортировки на основе измеренного светового потока. Хотя конкретные коды категорий не детализированы в данном документе, стандартная практика включает тестирование каждого экземпляра при стандартном токе (например, 1мА или 20мА) и группировку их в категории с определенными диапазонами минимальной и максимальной световой силы. Это гарантирует, что клиенты получат индикаторы с одинаковым уровнем яркости при заданном токе управления, что крайне важно для многоразрядных индикаторов или продуктов, где несколько устройств используются рядом. Конструкторам следует обратиться к производителю для получения информации о конкретной структуре сортировки и доступных градациях интенсивности.

4. Анализ характеристических кривых

В технической документации упоминаются "Типичные электрические / оптические характеристические кривые", которые необходимы для детального проектирования. Хотя конкретные графики не приведены в данном отрывке текста, типичные кривые для таких устройств включают:Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика): Показывает нелинейную зависимость, помогая определить необходимый последовательный резистор для заданного напряжения питания.Зависимость силы света от прямого тока: Показывает, как яркость увеличивается с током, часто демонстрируя почти линейную зависимость в рабочем диапазоне до снижения эффективности при очень высоких токах.Зависимость силы света от температуры окружающей среды: Эта кривая показывает снижение светового потока при повышении температуры перехода, что критически важно для применений при высоких температурах или токах.Спектральное распределение: График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, подтверждающий значения пиковой и доминирующей длины волны и форму спектра излучения.

5. Механическая информация и данные о корпусе

LTS-315AJD имеет серую лицевую панель с белыми сегментами, что повышает контрастность и читаемость. Корпус представляет собой стандартный 14-выводной корпус с двухрядным расположением выводов (DIP).Высота цифрысоставляет 0.3 дюйма (7.62 мм). В технической документации приведен подробный чертеж с размерами (СТРАНИЦА 2 из 5), где все размеры указаны в миллиметрах со стандартными допусками ±0.25 мм, если не указано иное. Этот чертеж критически важен для проектирования посадочного места на печатной плате, обеспечивая правильную установку и выравнивание индикатора на плате.

6. Подключение выводов и внутренняя схема

Устройство имеетконфигурацию с общим катодом. Распиновка следующая: Вывод 1: Анод F, Вывод 2: Анод G, Вывод 3: Нет вывода, Вывод 4: Общий катод, Вывод 5: Нет вывода, Вывод 6: Анод E, Вывод 7: Анод D, Вывод 8: Анод C, Вывод 9: Анод RDP (правая десятичная точка), Вывод 10: Нет вывода, Вывод 11: Нет вывода, Вывод 12: Общий катод, Вывод 13: Анод B, Вывод 14: Анод A. Выводы 4 и 12 соединены внутри как общий катод. Внутренняя схема показывает каждый светодиод сегмента (A-G и DP) с его анодом, подключенным к соответствующему выводу, и всеми катодами, соединенными вместе с общими катодными выводами. Такая конфигурация упрощает мультиплексирование при управлении несколькими разрядами.

7. Рекомендации по пайке и сборке

Соблюдение указанного профиля пайки крайне важно для предотвращения теплового повреждения. Максимально допустимаятемпература пайкисоставляет 260°C, и компонент должен подвергаться этой температуре не более 3 секунд. Точка измерения находится на 1.6мм ниже плоскости установки (обычно поверхность печатной платы). Это соответствует стандартным профилям бессвинцовой пайки оплавлением. Рекомендуется следовать стандартным рекомендациям IPC по очистке и обращению с компонентами, чувствительными к влаге, хотя в технической документации не указан уровень чувствительности к влаге (MSL). При обращении со светодиодными компонентами всегда следует соблюдать меры предосторожности от электростатического разряда (ESD).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот индикатор идеально подходит для любого устройства, требующего одного, хорошо видимого числового разряда. Типичные применения включают: панельные измерители напряжения, тока или температуры; цифровые часы и таймеры; табло; показания приборов на бытовой технике (например, микроволновых печах, кофеварках); индикаторы состояния на промышленном оборудовании; и портативные электронные устройства.

8.2 Соображения при проектировании

Ограничение тока:С каждым анодом сегмента (или в цепи общего катода) должен использоваться последовательный резистор для ограничения прямого тока до безопасного значения, обычно от 5мА до 20мА в зависимости от требуемой яркости и бюджета мощности. Значение резистора рассчитывается по формуле R = (Vcc - Vf) / If, где Vcc — напряжение питания, Vf — прямое напряжение сегмента (используйте максимальное значение для надежности), а If — желаемый прямой ток.Мультиплексирование:Для многоразрядных индикаторов используется схема мультиплексирования, при которой разряды подсвечиваются по одному, быстро сменяя друг друга. Конструкция LTS-315AJD с общим катодом хорошо подходит для этого. Номинальный пиковый ток позволяет использовать более высокие импульсные токи во время мультиплексирования для достижения более высокой воспринимаемой яркости.Угол обзора:В технической документации упоминается широкий угол обзора, который следует учитывать при механическом размещении индикатора относительно пользователя.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Ключевым отличием LTS-315AJD является использованиетехнологии AlInGaP на непрозрачной подложке GaAs. По сравнению с традиционными красными светодиодами на основе GaAsP (фосфида арсенида галлия), технология AlInGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу, что означает больше светового потока при той же потребляемой электрической мощности. Это приводит к заявленным характеристикам "высокой яркости" и "низкого энергопотребления". Гиперкрасный цвет (доминирующая длина волны ~639нм) также является более насыщенным и визуально отличимым по сравнению со стандартными красными светодиодами. Дизайн с серым фоном и белыми сегментами повышает контрастность, способствуя "отличному внешнему виду символов". Категоризация по световой силе обеспечивает дополнительный уровень контроля качества, не всегда присутствующий в базовых индикаторах.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какое значение резистора следует использовать для управления сегментом при питании 5В?

О: Используя максимальное Vf 2.6В и целевой If 15мА: R = (5В - 2.6В) / 0.015А = 160 Ом. Подойдет стандартный резистор на 150 или 180 Ом. Всегда проверяйте яркость при выбранном токе.

В: Могу ли я соединить два вывода общего катода вместе на печатной плате?

О: Да, выводы 4 и 12 соединены внутри. Рекомендуется соединить их на печатной плате, чтобы снизить сопротивление и улучшить распределение тока, особенно при одновременном включении всех сегментов.

В: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны — это длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность. Доминирующая длина волны — это длина волны монохроматического света, который выглядел бы для человеческого глаза того же цвета, что и излучение светодиода. Доминирующая длина волна более актуальна для спецификации цвета.

В: Как температура влияет на производительность?

О: При повышении температуры прямое напряжение (Vf) обычно немного снижается, в то время как сила света уменьшается более значительно. Номинальный непрерывный ток также снижается при температурах выше 25°C. Проектируйте с учетом максимальной ожидаемой рабочей температуры.

11. Практический пример проектирования и использования

Рассмотрим проектирование простого одноразрядного вольтметра с показаниями 0-9. Выходные линии ввода-вывода микроконтроллера могут использоваться для управления анодами сегментов (A-G) через токоограничивающие резисторы (например, 180 Ом для системы 5В). Вывод(ы) общего катода подключаются к выводу микроконтроллера, сконфигурированному как выход с открытым стоком, или через транзистор NPN для стока суммарного тока сегментов. Микроконтроллер будет декодировать измеренное напряжение в шаблон для 7-сегментного индикатора и выводить его. Десятичная точка (RDP) может использоваться опционально. Низкое энергопотребление делает это решение подходящим для прототипов с батарейным питанием. Высокая контрастность и яркость обеспечивают читаемость в различных условиях освещения.

12. Введение в принцип технологии

LTS-315AJD основан наполупроводниковом материале AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия). Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу этого материала, электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае, в гиперкрасной области. Использованиенепрозрачной подложки GaAsпомогает поглощать рассеянный свет, улучшая контрастность за счет предотвращения внутреннего отражения, которое могло бы привести к слабому свечению неактивных сегментов. Свет излучается с верхней поверхности кристалла через эпоксидную линзу, формирующую угол обзора.

13. Тенденции и развитие в отрасли

Хотя дискретные семисегментные индикаторы остаются жизненно важными для определенных применений, общая тенденция в технологии отображения движется в сторону интеграции и миниатюризации. Это включает распространение матричных OLED и LCD дисплеев, предлагающих буквенно-цифровые и графические возможности. Однако для применений, требующих предельной простоты, надежности, высокой яркости при солнечном свете, широкого температурного диапазона и низкой стоимости, светодиодные семисегментные индикаторы, такие как LTS-315AJD, продолжают оставаться оптимальным выбором. Достижения в материалах для светодиодов, такие как переход от GaAsP к AlInGaP, описанный здесь, постоянно повышают их эффективность и надежность. Будущие разработки могут включать еще более эффективные материалы и прямую интеграцию электроники управления в корпус индикатора.