Техническая спецификация светодиодного индикатора LTS-10804JD-02J - Высота цифры 1.0 дюйм - Гипер-красный (650 нм) - Прямой ток 25 мА

1. Обзор продукта

LTS-10804JD-02J представляет собой одноразрядный семисегментный алфавитно-цифровой индикатор, предназначенный для применений, требующих четкого, хорошо видимого цифрового отображения. Его основная функция — преобразование электрических сигналов в видимые цифровые символы (0-9) и некоторые буквы. Устройство использует передовую технологию полупроводников Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP), выращенных на подложке из арсенида галлия (GaAs), для получения характерного гипер-красного свечения. Эта технология обладает преимуществами в эффективности и световой силе по сравнению со старыми материалами светодиодов. Индикатор имеет серую лицевую панель с белыми рассеивателями сегментов, обеспечивающую высокую контрастность для оптимальной читаемости при различном освещении. Он классифицируется как устройство с низким потреблением тока, что делает его подходящим для устройств с питанием от батарей или приложений, чувствительных к энергопотреблению, где критически важно минимизировать расход энергии.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

Индикатор включает несколько ключевых особенностей, определяющих его производительность и область применения:

• Высота цифры 1.0 дюйм (25.4 мм):Такой большой размер символа обеспечивает отличную видимость с расстояния, что делает его идеальным для панельных приборов, измерительной аппаратуры и промышленных дисплеев управления.
• Непрерывные равномерные сегменты:Сегменты спроектированы для равномерного излучения света по всей своей поверхности, устраняя "горячие точки" и создавая профессиональный, однородный внешний вид.
• Низкое энергопотребление:Работая при типичном прямом токе 20 мА на сегмент, он потребляет минимальную мощность, продлевая срок службы батарей в портативных устройствах.
• Высокая яркость и контрастность:Комбинация ярких светодиодов AlInGaP и дизайна с серой панелью/белыми сегментами обеспечивает превосходную светимость и коэффициент контрастности, гарантируя читаемость как в условиях слабого, так и яркого освещения.
• Широкий угол обзора:Оптическая конструкция позволяет четко распознавать символы с широкого диапазона углов, повышая удобство использования.
• Классификация по световой силе:Устройства сортируются или тестируются для обеспечения стабильного уровня светового потока, что критически важно для применений с несколькими индикаторами, где требуется однородность.
• Бесcвинцовый корпус (соответствует RoHS):Конструкция соответствует директиве об ограничении использования опасных веществ, что делает ее пригодной для использования в продуктах, продаваемых на рынках со строгими экологическими нормами.

1.2 Идентификация устройства и конфигурация

Партийный номер LTS-10804JD-02J предоставляет конкретную информацию об устройстве. Он обозначает конфигурацию с общим анодом, что означает, что аноды всех светодиодных сегментов соединены внутри и выведены на общие выводы. Эта конфигурация упрощает мультиплексирование в многоразрядных индикаторах. Обозначение "Rt. Hand Decimal" указывает на наличие сегмента десятичной точки (DP) справа. Использование кристаллов AlInGaP Hyper Red приводит к доминирующей длине волны примерно 639 нм, что находится в области темно-красного цвета видимого спектра.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В этом разделе представлен детальный, объективный анализ электрических и оптических характеристик устройства, определенных в спецификации.

2.1 Абсолютные максимальные режимы

Эти режимы определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Они не предназначены для нормальной работы.

• Рассеиваемая мощность на сегмент:70 мВт. Превышение этого предела может вызвать перегрев и ускоренную деградацию светодиодного кристалла.
• Пиковый прямой ток на сегмент:90 мА, но только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Этот параметр актуален для кратковременных применений с высокой интенсивностью вспышек.
• Постоянный прямой ток на сегмент:25 мА при 25°C. Этот ток линейно снижается на 0.33 мА/°C при увеличении температуры окружающей среды (Ta) выше 25°C. Например, при 85°C максимально допустимый постоянный ток составит приблизительно: 25 мА - [0.33 мА/°C * (85°C - 25°C)] = 5.2 мА.
• Обратное напряжение на сегмент:5 В. Приложение обратного напряжения выше этого значения может вызвать пробой p-n перехода.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -35°C до +105°C. Устройство может выдерживать эти экстремальные температуры без необратимых повреждений, хотя производительность на границах диапазона будет выходить за пределы указанных типичных параметров.

2.2 Электрические и оптические характеристики (Ta=25°C)

Эти параметры определяют производительность устройства в нормальных рабочих условиях.

• Средняя сила света (Iv):2000-3300 мккд (микрокандел) при IF=1мА. Это мера воспринимаемой человеческим глазом яркости. Широкий диапазон указывает на типичный разброс; для точного подбора обратитесь к информации о сортировке.
• Пиковая длина волны излучения (λp):650 нм. Это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
• Доминирующая длина волны (λd):639 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая наилучшим образом соответствует цвету излучаемого света — глубокому насыщенному красному.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм. Это указывает на спектральную чистоту; более узкая ширина означает более монохроматический (чистый цвет) выход.
• Прямое напряжение на кристалл (VF):от 2.10В до 2.60В при IF=20мА. Это падение напряжения на светодиоде при работе. Конструкции схем должны учитывать этот диапазон, чтобы обеспечить стабильный токовый привод.
• Обратный ток на сегмент (IR):Максимум 100 мкА при VR=5В. Это спецификация тока утечки только для целей тестирования; устройство не предназначено для работы в режиме постоянного обратного смещения.
• Коэффициент соответствия силы света:Максимум 2:1 для сегментов в аналогичной световой зоне. Это означает, что самый тусклый сегмент будет не менее чем в два раза ярче самого яркого сегмента при одинаковых условиях, обеспечивая однородность символов.
• Перекрестные помехи:Спецификация составляет менее 2.50%. Это относится к нежелательному излучению света от сегмента, который должен быть выключен, вызванному электрической или оптической утечкой от соседних включенных сегментов.

3. Механическая информация и упаковка

3.1 Габаритные размеры и допуски

Физические контуры индикатора критически важны для разводки печатной платы и механической интеграции. Ключевые размерные примечания из спецификации включают:

• Все основные размеры имеют допуск ±0.25 мм, если не указано иное.
• Допуск смещения кончика вывода составляет ±0.4 мм, что необходимо учитывать при размещении отверстий на печатной плате.
• Рекомендуемый диаметр отверстия в печатной плате для выводов составляет 1.40 мм для обеспечения правильной посадки при пайке.
• Критерии контроля качества определены для визуальных дефектов: посторонний материал на сегменте (≤10 мил), пузыри в материале сегмента (≤10 мил), изгиб отражателя (≤1% длины) и загрязнение поверхности чернилами (≤20 мил).

3.2 Подключение выводов и внутренняя схема

Устройство имеет 14-выводную конфигурацию. Внутренняя схема показывает структуру с общим анодом. Распиновка следующая:

• Выводы 4 и 11: ОБЩИЙ АНОД (CA). Они соединены внутри.
• Катоды сегментов: Вывод 1 (E), Вывод 2 (D), Вывод 5 (C), Вывод 6 (DP), Вывод 8 (B), Вывод 9 (A), Вывод 12 (F), Вывод 14 (G).
• Нет соединения (NC): Выводы 3, 7, 10, 13. Эти выводы физически присутствуют, но не имеют внутреннего электрического соединения.

Эта распиновка является стандартной для многих одноразрядных индикаторов с общим анодом, что способствует переносимости конструкции. Два вывода общего анода (4 и 11) позволяют осуществлять более гибкую разводку печатной платы и могут помочь сбалансировать распределение тока.

4. Рекомендации по пайке и сборке

4.1 Профиль и условия пайки

Правильная пайка необходима для предотвращения теплового повреждения. В спецификации указаны два метода:

• Автоматическая (волновая) пайка:Устройство может подвергаться температуре припоя на 1/16 дюйма (≈1.6мм) ниже плоскости установки в течение максимум 5 секунд при 260°C. Температура самого корпуса устройства не должна превышать его максимальный температурный рейтинг в течение этого процесса.
• Ручная пайка:Для ручной пайки жало паяльника должно прикладываться на 1/16 дюйма ниже плоскости установки в течение максимум 5 секунд при 350°C ±30°C. Более короткое время при более высокой температуре требует тщательного мастерства оператора, чтобы избежать перегрева.

Основной риск заключается в чрезмерном нагреве, передаваемом по выводной рамке и повреждающем эпоксидный корпус или внутренние проводящие соединения, соединяющие светодиодный кристалл с выводами.

5. Надежность и экологические испытания

Устройство проходит серию стандартизированных испытаний для обеспечения долгосрочной производительности и долговечности. Условия испытаний ссылаются на установленные военные (MIL-STD), японские промышленные (JIS) и внутренние стандарты.

• Срок службы при работе (RTOL):1000 часов непрерывной работы при максимальном номинальном токе при комнатной температуре. Производительность проверяется с интервалами (0, 168, 500, 800, 1000 часов) для мониторинга деградации.
• Испытания на воздействие окружающей среды:К ним относятся хранение при высокой температуре/влажности (65°C, 90-95% относительной влажности, 500ч), хранение при высокой температуре (105°C, 1000ч), хранение при низкой температуре (-35°C, 1000ч), температурные циклы (30 циклов между -35°C и 105°C) и тепловой удар (30 циклов между -35°C и 105°C).
• Испытания на паяемость:Сопротивление пайке (260°C в течение 10с) и паяемость (245°C в течение 5с) подтверждают, что выводы могут выдерживать процессы сборки и образовывать правильные паяные соединения.

Эти испытания моделируют годы эксплуатации в полевых условиях и суровые условия хранения, обеспечивая уверенность в надежности компонента.

6. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

6.1 Типичные сценарии применения

Благодаря большому размеру цифр, высокой контрастности и низкому энергопотреблению, LTS-10804JD-02J хорошо подходит для:

• Контрольно-измерительное оборудование:Цифровые мультиметры, частотомеры, источники питания.
• Промышленные системы управления:Дисплеи технологических переменных (температура, давление, расход), показания таймеров, дисплеи счетчиков.
• Потребительская электроника:Часы в винтажном стиле, дисплеи аудиоаппаратуры (например, уровень выходного сигнала усилителя), панели управления бытовой техники.
• Автомобильный тюнинг:Приборы и дисплеи, где требуется высокая видимость.

6.2 Критические конструктивные соображения

В спецификации содержатся важные предостережения для инженера-конструктора:

• Ток привода и температура:Превышение рекомендуемого постоянного прямого тока или рабочей температуры приведет к ускоренной деградации светового потока (снижению светового потока) и может вызвать преждевременный отказ. Кривая снижения номинальных характеристик тока в зависимости от температуры должна строго соблюдаться.
• Защита схемы:Схема управления должна включать защиту от обратных напряжений и переходных процессов напряжения, которые могут возникать во время включения или выключения питания. Простой последовательный резистор недостаточен для защиты от переходных процессов; могут потребоваться диоды или более сложные схемы.
• Постоянный токовый привод:Для обеспечения стабильной яркости и смягчения эффектов изменения прямого напряжения (VF) от устройства к устройству и с температурой, настоятельно рекомендуется использовать драйвер постоянного тока вместо простого токоограничивающего резистора. Это гарантирует, что каждый сегмент получает заданный ток независимо от сдвигов VF.
• Диапазон прямого напряжения:Источник питания или схема драйвера должны быть спроектированы с учетом всего диапазона VF (от 2.10В до 2.60В при 20мА), чтобы гарантировать, что целевой ток привода может быть обеспечен при любых условиях. При использовании источника напряжения с последовательным резистором напряжение питания должно быть достаточно высоким, чтобы преодолеть максимальное VF плюс падение на резисторе.

7. Анализ характеристических кривых и техническое сравнение

7.1 Интерпретация типичных кривых

Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, типичные спецификации для таких устройств включают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока (I_Vот I_F):Эта кривая обычно линейна при низких токах, но может показывать насыщение или сублинейное поведение при более высоких токах, подчеркивая необходимость работы в указанном диапазоне для эффективности.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (V_Fот I_F):Это показывает экспоненциальную зависимость, характерную для диода. Кривая смещается с температурой; V_Fуменьшается с увеличением температуры при заданном токе.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды (I_Vот T_a):Световой поток обычно уменьшается с повышением температуры окружающей среды. Эта кривая критически важна для применений, работающих в условиях высоких температур.
• Спектральное распределение:График, показывающий интенсивность света в зависимости от длины волны, с центром около 650 нм и типичной полушириной 20 нм, подтверждающий гипер-красный цвет.

7.2 Отличие от других технологий

По сравнению с другими распространенными технологиями семисегментных индикаторов:

• по сравнению со стандартными красными светодиодами GaAsP/GaP:AlInGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу (больше светового потока на мА тока) и лучшую производительность при высоких температурах, что приводит к более ярким дисплеям с меньшим энергопотреблением или большим сроком службы.
• по сравнению с ЖК-дисплеями:Светодиоды являются излучающими (сами производят свет), что делает их четко видимыми в темноте без подсветки. Они также имеют гораздо более широкий угол обзора и более быстрое время отклика. Однако они обычно потребляют больше энергии, чем отражающие ЖК-дисплеи.
• по сравнению с ВФД (вакуумно-люминесцентными дисплеями):Светодиоды являются твердотельными, более прочными, требуют более низких рабочих напряжений и имеют больший срок службы. ВФД могут предлагать другую эстетику (часто сине-зеленую) и очень широкие углы обзора.

8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я управлять этим индикатором от источника питания 5В с резистором?

О: Да, но необходим тщательный расчет. Для тока сегмента 20 мА и типичного V_F2.4В, значение последовательного резистора будет R = (5В - 2.4В) / 0.02А = 130 Ом. Вы должны использовать максимальное V_F(2.6В), чтобы гарантировать, что достаточно напряжения для достижения 20 мА в наихудших условиях: R_min = (5В - 2.6В) / 0.02А = 120 Ом. Резистор 120 Ом обеспечит как минимум 20 мА. Однако яркость будет меняться с V_F.

В: Почему есть два вывода общего анода (4 и 11)?

О: Они соединены внутри. Наличие двух выводов обеспечивает механическую стабильность, позволяет осуществлять двустороннюю разводку печатной платы для снижения сопротивления дорожек и помогает в рассеивании тепла от соединения общего анода, через которое протекает сумма токов всех включенных сегментов.

В: Каково назначение выводов "No Pin" (без соединения)?

О: Это заполнители для сохранения стандартного 14-выводного корпуса DIP (Dual In-line Package). Это позволяет индикатору быть физически совместимым с разъемами и разводкой печатных плат, разработанными для других 14-выводных устройств или индикаторов с различными внутренними конфигурациями (например, с общим катодом).

В: Как управлять десятичной точкой?

О: Десятичная точка (DP) — это просто еще один светодиодный сегмент, управляемый своим собственным катодом (Вывод 6). Чтобы зажечь ее, вы должны подключить общие аноды (Выводы 4/11) к положительному напряжению и стянуть ток с Вывода 6 на землю через соответствующий токоограничивающий резистор или драйвер, как и для любого другого сегмента (A-G).