Техническая документация на светодиодный индикатор LTS-6775JD - Высота цифры 0.56 дюйма - Гиперкрасный цвет - Прямое напряжение 2.6В - Рассеиваемая мощность 70мВт

1. Обзор продукта

LTS-6775JD — это высокопроизводительный однозначный семисегментный дисплейный модуль, предназначенный для применений, требующих четкого числового отображения. Его основная функция — визуальное представление цифр от 0 до 9, а также десятичной точки, с использованием отдельных светодиодных сегментов. Устройство спроектировано для надежности и четкости в различных электронных приборах и потребительских устройствах.

В индикаторе используются передовые светодиоды на основе технологии полупроводников Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP). Эта материаловая система специально выбрана для получения высокоэффективного красного и гиперкрасного свечения. Кристаллы изготавливаются на непрозрачной подложке из арсенида галлия (GaAs), что помогает улучшить контрастность за счет минимизации внутреннего рассеяния и отражения света. Визуальное оформление включает серую лицевую панель с белой разметкой сегментов, что обеспечивает отличный фон для излучаемого красного света, тем самым повышая общую читаемость и эстетическую привлекательность.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

LTS-6775JD предлагает несколько явных преимуществ, которые делают его подходящим для широкого спектра применений. Его основные характеристики включают высоту цифры 0.56 дюйма (14.22 мм), что обеспечивает хороший баланс между размером и видимостью. Сегменты спроектированы непрерывными и однородными, обеспечивая стабильный и профессиональный вид при свечении. Устройство требует для работы низкой мощности, что способствует энергоэффективности систем. Оно обеспечивает высокую яркость и высококонтрастный вывод, что критически важно для читаемости при различных условиях окружающего освещения. Кроме того, оно имеет широкий угол обзора, позволяющий четко видеть отображаемую информацию с разных позиций относительно поверхности дисплея.

Такое сочетание характеристик делает LTS-6775JD идеальным для интеграции в различные электронные продукты. Его целевой рынок включает, но не ограничивается, контрольно-измерительное оборудование (например, мультиметры, частотомеры), промышленные панели управления, дисплеи автомобильных приборных панелей, бытовую технику (например, микроволновые печи, цифровые часы) и медицинские приборы, где требуется четкая и надежная числовая индикация. Надежность светодиодов, обусловленная их твердотельной природой, обеспечивает длительный срок службы при минимальном обслуживании.

2. Технические параметры: углубленная объективная интерпретация

Рабочие характеристики LTS-6775JD определяются набором точных электрических и оптических параметров. Понимание этих спецификаций критически важно для правильного проектирования схемы и обеспечения оптимальной работы дисплея.

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики являются центральными для функции дисплея. Ключевой параметр — Средняя сила света (Iv), которая задана с минимальным значением 320 мккд, типичным значением 700 мккд и без указанного максимума при прямом токе (IF) 1 мА. Это измерение проводится с использованием датчика и фильтра, аппроксимирующих кривую спектральной чувствительности человеческого глаза (кривая МКО), что гарантирует соответствие значения воспринимаемой яркости. Высокое типичное значение интенсивности обеспечивает хорошую видимость.

Цветовые характеристики определяются длиной волны. Пиковая длина волны излучения (λp) составляет типично 650 нанометров (нм), что помещает излучение в гиперкрасную область спектра. Доминирующая длина волны (λd) задана как 639 нм. Разница между пиковой и доминирующей длиной волны является нормальной для светодиодов и связана с формой спектра излучения. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 20 нм, что указывает на спектральную чистоту или разброс излучаемых длин волн вокруг пика. Ожидается некоторая степень вариации светового потока между сегментами; это количественно выражается коэффициентом соответствия силы света (IV-m), который задан как максимум 2:1. Это означает, что самый яркий сегмент будет не более чем в два раза ярче самого тусклого сегмента при одинаковых условиях питания, обеспечивая равномерность.

2.2 Электрические параметры

Электрические характеристики определяют интерфейс между дисплеем и схемой управления. Прямое напряжение на сегмент (VF) составляет типично 2.1 Вольта и максимум 2.6 Вольта при прямом токе (IF) 10 мА. Это напряжение относительно низкое, что упрощает проектирование источника питания. Обратный ток на сегмент (IR) задан с максимумом 100 мкА при обратном напряжении (VR) 5 В, что указывает на уровень утечки при неправильном смещении светодиода.

2.3 Предельные эксплуатационные параметры и тепловые соображения

Эти параметры определяют пределы, за которыми может произойти необратимое повреждение устройства. Они не являются условиями для нормальной работы. Максимальная рассеиваемая мощность на сегмент составляет 70 мВт. Пиковый прямой ток на сегмент — 90 мА, но это допустимо только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для управления нагревом. Непрерывный прямой ток на сегмент снижается от 25 мА при 25°C до 0 мА при 100°C с линейным коэффициентом снижения 0.33 мА/°C. Это снижение мощности критически важно для надежности, так как предотвращает превышение температурой перехода безопасных пределов. Максимальное обратное напряжение на сегмент — 5 В. Устройство рассчитано на рабочий температурный диапазон от -35°C до +85°C и такой же диапазон для хранения. Температура пайки не должна превышать 260°C более 3 секунд, измеренная на расстоянии 1.6 мм ниже плоскости установки, чтобы предотвратить повреждение во время сборки.

3. Объяснение системы сортировки

Предоставленный даташит указывает, что устройства "Классифицированы по силе света". Это подразумевает процесс сортировки на основе измеренного светового потока. В типичном производстве светодиодов устройства из производственной партии тестируются и группируются в разные "бинны" в соответствии с ключевыми параметрами, такими как сила света, прямое напряжение, а иногда и доминирующая длина волны. Хотя конкретные коды или диапазоны бинов не детализированы в этом документе, эта практика гарантирует, что клиенты могут выбирать компоненты со стабильными характеристиками для конкретного применения. Для LTS-6775JD основным критерием сортировки, по-видимому, является сила света, гарантирующая минимальный уровень яркости, указанный в таблице электрических/оптических характеристик.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики не воспроизведены в тексте, даташит ссылается на "Типичные электрические / оптические характеристические кривые". Эти кривые необходимы для детальной проектной работы. Обычно такой даташит включает:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока (I-V кривая):Этот график показывает, как световой выход увеличивается с увеличением тока питания. Обычно он нелинейный, причем эффективность часто падает при очень высоких токах из-за тепловых эффектов.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Это показывает вольт-амперную характеристику диода, что критически важно для проектирования схем ограничения тока.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Эта кривая демонстрирует, как световой выход уменьшается с ростом температуры окружающей среды (и, следовательно, перехода). Понимание этого снижения мощности жизненно важно для применений, работающих в жарких условиях.
• Спектральное распределение:График, показывающий относительную интенсивность излучаемого света на разных длинах волн, с центром вокруг пика 650 нм и шириной, определяемой спецификацией полуширины 20 нм.

Конструкторам следует обращаться к этим кривым для оптимизации тока питания для желаемой яркости при сохранении эффективности и долговечности, а также для учета изменений характеристик в предполагаемом рабочем температурном диапазоне.

5. Механическая информация и информация о корпусе

LTS-6775JD поставляется в стандартном корпусе светодиодного индикатора. Чертеж габаритных размеров корпуса предоставляет критически важные физические размеры для проектирования посадочного места на печатной плате и интеграции в корпус. Все размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0.25 мм, если не указано иное. Ключевые размеры включают общую высоту, ширину и глубину корпуса, расстояние между выводами, диаметр и положение цифры на лицевой панели, а также расстояние от плоскости установки. Точная интерпретация этого чертежа необходима для создания правильной разводки печатной платы и обеспечения правильной установки дисплея в окончательной сборке продукта.

5.1 Конфигурация выводов и идентификация полярности

Устройство имеет 10-выводную конфигурацию (вывод 10 отмечен как "Нет соединения"). Оно сконфигурировано какс общим анодомдисплей. Это означает, что аноды (положительные выводы) нескольких светодиодных сегментов соединены внутри. В этом конкретном устройстве внутренняя принципиальная схема и таблица соединений выводов показывают, как расположены аноды и катоды для семи сегментов (A, B, C, D, E, F, G), десятичной точки (DP) и знаков плюс/минус. Общие анодные узлы подключены к выводам 2, 4, 7 и 8 для разных групп сегментов. Катоды отдельных сегментов подключены к соответствующим выводам. Чтобы зажечь сегмент, его соответствующий катодный вывод должен быть переведен в низкий уровень (подключен к земле или стоку тока), в то время как соответствующий общий анодный вывод переводится в высокий уровень (подключается к положительному источнику питания через токоограничивающий резистор). Таблица распиновки является окончательным справочным материалом для проектирования схемы управления.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение во время сборки критически важно для надежности. Ключевая рекомендация касается процесса пайки: максимально допустимая температура пайки составляет 260°C, и эта температура не должна применяться более 3 секунд. Это измерение проводится в точке на 1.6 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки устройства на печатной плате. Эта спецификация предназначена для предотвращения теплового повреждения светодиодных кристаллов, внутренних проводных соединений и материала пластикового корпуса. Для волновой или конвекционной пайки весь тепловой профиль (предварительный нагрев, выдержка, оплавление, охлаждение) должен контролироваться, чтобы оставаться в этих пределах. Ручная пайка паяльником требует осторожной техники, чтобы избежать локального перегрева. Диапазон температур хранения составляет от -35°C до +85°C; устройства должны храниться в сухой, защищенной от статического электричества среде перед использованием.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типовые схемы включения

LTS-6775JD, будучи дисплеем с общим анодом, обычно управляется микроконтроллером или специализированной микросхемой драйвера дисплея (например, декодером/драйвером BCD-7-сегмент). Общие анодные выводы подключаются к положительной шине питания (Vcc), каждый через токоограничивающий резистор, если не используется мультиплексирование. При мультиплексировании нескольких разрядов общие аноды коммутируются транзисторами. Катодные выводы для каждого сегмента подключаются к выходам драйвера, которые стекают ток на землю. Значение токоограничивающего резистора рассчитывается по формуле: R = (Vcc - VF) / IF, где VF — прямое напряжение сегмента (используйте максимальное значение для наихудшего случая, например, 2.6В), а IF — желаемый прямой ток (например, 10 мА для типичной яркости). Для питания 5В: R = (5В - 2.6В) / 0.01А = 240 Ом. Подойдет стандартный резистор на 220 или 270 Ом.

7.2 Соображения и примечания по проектированию

• Ограничение тока:Всегда используйте внешние токоограничивающие резисторы. Прямое подключение светодиодов к источнику напряжения или выводу микроконтроллера без резистора вызовет чрезмерный ток, что приведет к немедленному выходу из строя или значительному сокращению срока службы.
• Мультиплексирование:Для управления несколькими разрядами с меньшим количеством линий ввода-вывода используется мультиплексирование. Это включает быстрое циклическое включение питания на общий анод каждого разряда при одновременной подаче соответствующих данных сегментов на общие катодные линии. Инерция зрения создает впечатление, что все разряды горят одновременно. Пиковый ток в течение короткого времени включения может быть выше номинального постоянного тока, но средний ток не должен превышать номинальный непрерывный прямой ток с учетом скважности.
• Угол обзора:Широкий угол обзора полезен, но для оптимальной читаемости дисплей должен быть ориентирован так, чтобы основное направление взгляда было примерно перпендикулярно его лицевой поверхности.
• Защита от ЭСР:Хотя это явно не указано, светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ЭСР). Во время сборки следует соблюдать стандартные меры предосторожности при обращении с ЭСР.

8. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями, такими как лампы накаливания или вакуумно-люминесцентные дисплеи (VFD), LTS-6775JD предлагает значительные преимущества: более низкое энергопотребление, более высокая надежность (нет нити накала, которая может перегореть), более быстрое время отклика и лучшая устойчивость к ударам/вибрации. В сегменте светодиодных индикаторов использование технологии AlInGaP для гиперкрасного свечения обеспечивает более высокую эффективность и потенциально лучшую стабильность цвета во времени и при изменении температуры по сравнению со старыми красными светодиодами на основе GaAsP или GaP. Высота цифры 0.56 дюйма помещает его в распространенную размерную категорию, где он конкурирует с другими подобными дисплеями в основном по таким спецификациям, как яркость (сила света), прямое напряжение (влияющее на конструкцию источника питания), угол обзора и общее качество/надежность корпуса.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Каково назначение катодов "знака плюс" и "знака минус" (выводы 9 и 1)?
О: Это специальные светодиодные сегменты для отображения символов "+" или "-", обычно используемые для указания полярности (например, для показаний вольтметра) или знака числового значения. Они управляются независимо от основных сегментов цифры.

В: Могу ли я управлять этим дисплеем от системы на микроконтроллере с напряжением 3.3В?
О: Да, но вы должны пересчитать токоограничивающий резистор. Используя типичное VF 2.1В и целевой IF 10 мА: R = (3.3В - 2.1В) / 0.01А = 120 Ом. Более низкое напряжение питания обеспечивает меньший запас, поэтому равномерность яркости может быть более чувствительной к вариациям VF.

В: Максимальный непрерывный ток составляет 25 мА при 25°C. Могу ли я использовать его при 20 мА для большей яркости?
О: Хотя это возможно, работа вблизи абсолютного максимального параметра снижает запас по проектированию и может повлиять на долгосрочную надежность, особенно если температура окружающей среды высока. Как правило, лучше работать при типичном испытательном условии 10 мА или ниже для баланса яркости, эффективности и срока службы.

В: Что означает "Общий анод" для моей схемы?
О: Это означает, что вы подаете напряжение на общий вывод(ы) и стекаете ток с выводов сегментов, чтобы включить их. Ваша схема драйвера (микроконтроллер, драйверная ИС) должна быть настроена на сток тока (обеспечение низкого логического уровня или подключения к земле) для активации сегмента.

10. Принципы работы

Основной принцип работы LTS-6775JD — электролюминесценция в полупроводниковом p-n переходе, в частности с использованием материалов AlInGaP. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее напряжение включения диода (примерно 2.1В), электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. В прямозонном полупроводнике, таком как AlInGaP, значительная часть этого события рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав слоев AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае гиперкрасный около 650 нм. Каждый из семи сегментов (A-G) и десятичная точка представляет собой отдельный светодиод или группу светодиодных кристаллов, соединенных внутри в соответствии со схемой. Избирательно подавая питание на эти отдельные сегменты, формируется узор для конкретной цифры (0-9) или символа.