Техническая документация на светодиодный индикатор LTS-4801KF - Высота цифры 0.4 дюйма - Жёлто-оранжевый цвет - Прямое напряжение 2.6В - Рассеиваемая мощность 70мВт

1. Обзор продукта

LTS-4801KF — это компактный высокопроизводительный одноразрядный семисегментный индикатор, предназначенный для применений, требующих чёткого числового отображения. Его основная функция — обеспечение визуального числового вывода в электронных устройствах. Ключевое преимущество этого устройства заключается в использовании передовой технологии светодиодных чипов AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), которая обеспечивает превосходную яркость и эффективность по сравнению с традиционными материалами. Целевой рынок включает панели управления промышленного оборудования, приборы, испытательное оборудование, потребительскую электронику и любые встраиваемые системы, требующие надёжного, легко читаемого числового дисплея.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики являются центральными для функциональности этого индикатора. При стандартном испытательном токе 20 мА средняя сила света (Iv) имеет типичное значение 44 000 мккд (микрокандел), с минимальным указанным значением 27 520 мккд. Такая высокая яркость обеспечивает отличную видимость. Излучаемый свет находится в жёлто-оранжевом спектре. Пиковая длина волны излучения (λp) составляет обычно 611 нм, а доминирующая длина волны (λd) — обычно 605 нм. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет приблизительно 17 нм, что указывает на относительно чистый, насыщенный цветовой выход. Индикатор имеет серый фон с белыми сегментами, что способствует высокому коэффициенту контрастности для улучшенной читаемости при различном освещении.

2.2 Электрические параметры

Электрические характеристики определяют пределы и условия эксплуатации для надёжного использования. Абсолютные максимальные параметры критически важны для проектирования:

• Рассеиваемая мощность на сегмент:максимум 70 мВт.
• Пиковый прямой ток на сегмент:максимум 60 мА (в импульсном режиме: скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
• Непрерывный прямой ток на сегмент:максимум 25 мА при 25°C. Этот параметр линейно снижается на 0.28 мА/°C при увеличении температуры окружающей среды выше 25°C.
• Обратное напряжение на сегмент:максимум 5 В.
• Прямое напряжение на сегмент (Vf):Обычно 2.6 В, в диапазоне от 2.05 В до 2.6 В при IF=20 мА.
• Обратный ток на сегмент (Ir):максимум 100 мкА при VR=5 В.

Коэффициент соответствия световой силы между сегментами (для аналогичных светящихся областей) установлен максимум 2:1, что обеспечивает равномерную яркость по всей цифре.

2.3 Тепловые и климатические характеристики

Устройство рассчитано на рабочий температурный диапазон от -35°C до +105°C и диапазон температур хранения от -35°C до +105°C. Такой широкий диапазон делает его пригодным для использования в суровых условиях. Снижение непрерывного прямого тока является прямым тепловым соображением для предотвращения перегрева и обеспечения долгосрочной надёжности.

3. Объяснение системы бининга

В технической документации указано, что устройства классифицируются по световой силе. Это подразумевает систему бининга, при которой изделия сортируются и продаются на основе измеренного светового потока. Как правило, бины определяются диапазонами световой силы (например, Бин A: 27 520–35 000 мккд, Бин B: 35 001–44 000 мккд). Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости для их приложения, обеспечивая стабильность в производственных партиях. Хотя для длины волны это явно не детализировано, такая категоризация также распространена для доминирующей или пиковой длины волны для поддержания цветовой однородности.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя ссылаются на конкретные графические данные ("Типичные электрические / оптические характеристические кривые"), кривые, обычно включаемые в такие технические описания, имеют решающее значение для понимания поведения устройства за пределами точечных спецификаций. Как правило, они включают:

• Относительная световая сила в зависимости от прямого тока (I-V кривая):Показывает, как световой выход увеличивается с ростом тока, помогая оптимизировать ток накачки для достижения желаемой яркости и эффективности.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Необходимо для проектирования схемы ограничения тока.
• Относительная световая сила в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует, как яркость снижается с повышением температуры, что критически важно для высокотемпературных или мощных приложений.
• Спектральное распределение:График, показывающий интенсивность излучаемого света на разных длинах волн, подтверждающий жёлто-оранжевые цветовые характеристики.

Разработчикам следует использовать эти кривые для прогнозирования производительности в нестандартных условиях (разные токи, температуры) и для обеспечения соответствия индикатора требованиям к видимости в течение всего срока службы изделия.

5. Механическая информация и данные о корпусе

LTS-4801KF — это компонент для сквозного монтажа со стандартной 10-выводной однострочной конфигурацией. Высота цифры составляет 0.4 дюйма (10.16 мм). Чертёж габаритных размеров содержит все критические механические измерения. Ключевые допуски включают: ±0.25 мм (0.01") для большинства размеров и допуск смещения кончика вывода +0.4 мм. Схема подключения выводов необходима для правильной разводки печатной платы:

• Вывод 1: Катод G
• Вывод 2: Катод F
• Вывод 3: Общий анод
• Вывод 4: Катод E
• Вывод 5: Катод D
• Вывод 6: Катод D.P. (десятичная точка)
• Вывод 7: Катод C
• Вывод 8: Общий анод
• Вывод 9: Катод B
• Вывод 10: Катод A

Устройство использует конфигурацию с общим анодом, что означает, что все аноды светодиодных сегментов соединены внутри с общими выводами (3 и 8). Для включения сегмента соответствующий катодный вывод должен быть переведён в низкий уровень (подключён к земле), в то время как общий анод удерживается под положительным напряжением через токоограничивающий резистор.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

В техническом описании указаны условия пайки для предотвращения повреждения во время сборки: компонент может подвергаться волновой или ручной пайке при условии, что температура припоя на расстоянии 1/16 дюйма (приблизительно 1.6 мм) ниже плоскости установки не превышает 260°C более 3 секунд. Альтернативно, температура самого устройства во время сборки не должна превышать его максимальную рабочую температуру. Для современной сборки, если используется пайка оплавлением, следует использовать профиль, подходящий для компонентов со сквозными отверстиями с аналогичными тепловыми пределами. Это бессвинцовый корпус, соответствующий директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ). Во время хранения и сборки следует соблюдать надлежащие процедуры защиты от электростатического разряда (ESD).

7. Информация об упаковке и заказе

Артикул — LTS-4801KF. Суффикс "KF", вероятно, обозначает конкретные детали корпуса или покрытия выводов. Хотя точные детали упаковки (катушка, трубка, лоток) и количества не указаны в предоставленном отрывке, типичная упаковка для таких индикаторов — антистатические трубки или лотки. Ревизия технического описания — C, дата вступления в силу — 24.06.2010, что следует проверить на предмет актуальности спецификаций.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот индикатор идеально подходит для любого устройства, требующего отображения одной цифры. Типичные области применения включают: панельные измерители напряжения, тока или температуры; цифровые часы и таймеры; табло; органы управления бытовой техникой (духовки, микроволновые печи); индикаторы приборной панели автомобиля (например, положение передачи); и дисплеи статуса промышленного оборудования.

8.2 Соображения при проектировании

• Ограничение тока:Внешние токоограничивающие резисторы обязательны для каждого подключения общего анода. Значение резистора рассчитывается по формуле R = (Vпитания - Vf) / If, где Vf — прямое напряжение (~2.6 В), а If — желаемый прямой ток (макс. 25 мА непрерывно). При использовании источника питания 5 В, R = (5В - 2.6В) / 0.02А = 120 Ом.
• Мультиплексирование:Для многоразрядных индикаторов, использующих аналогичные компоненты, можно использовать мультиплексирование для управления несколькими цифрами с меньшим количеством линий ввода-вывода. Поскольку это индикатор с общим анодом, мультиплексирование включает последовательное включение (подачу питания) на общий анод одной цифры за раз, в то время как данные сегментов для этой цифры подаются на катодные линии.
• Угол обзора:Широкий угол обзора полезен для применений, где индикатор может просматриваться с неосевых позиций.
• Управление яркостью:Яркость можно регулировать, изменяя прямой ток (в пределах допустимого) или используя широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) на управляющих сигналах.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Ключевыми отличительными особенностями LTS-4801KF являются использование технологии AlInGaP и конкретные конструктивные решения. По сравнению со старыми светодиодными индикаторами на основе GaAsP или GaP, AlInGaP обеспечивает значительно более высокую световую отдачу, что приводит к большей яркости при том же токе или эквивалентной яркости при меньшей мощности. Комбинация серого фона и белых сегментов оптимизирована для высокого контраста. Его высота цифры 0.4 дюйма занимает определённую нишу между меньшими (0.3") и большими (0.5", 0.56") индикаторами. Два вывода общего анода (3 и 8) обеспечивают гибкость проектирования и могут помочь в балансировке распределения тока.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: В чём разница между общим анодом и общим катодом?

О: В индикаторе с общим анодом все аноды соединены вместе. Вы подаёте положительное напряжение на общий вывод и заземляете катод сегмента, который хотите включить. В индикаторе с общим катодом все катоды соединены вместе. Вы заземляете общий вывод и подаёте положительное напряжение на анод сегмента, который хотите включить. LTS-4801KF имеет общий анод.

В: Могу ли я управлять этим индикатором напрямую с вывода микроконтроллера?

О: Нет. Вывод микроконтроллера обычно не может выдавать или принимать требуемые 20–25 мА на сегмент (и значительно больше, если несколько сегментов включены одновременно на одном общем аноде). Необходимо использовать схему драйвера, например, массив транзисторов (например, ULN2003) для коммутации общих анодов и, возможно, катодов сегментов, с соответствующими токоограничивающими резисторами.

В: Что означает "Коэффициент соответствия световой силы 2:1"?

О: Это означает, что самый тусклый сегмент в горящей цифре будет не менее чем в два раза тусклее самого яркого сегмента. Это обеспечивает визуальную однородность отображаемого числа.

В: Требуется ли радиатор?

О: Для непрерывной работы при максимальном непрерывном токе (25 мА/сегмент) и высоких температурах окружающей среды необходимо тщательно продумать разводку печатной платы в качестве радиатора из-за снижения рассеиваемой мощности. В большинстве типичных применений при более низких токах или с мультиплексированием дополнительный радиатор не требуется.

11. Практический пример применения

Рассмотрим проектирование простого цифрового термометра, отображающего одну цифру (например, разряд десятков). Микроконтроллер считывает данные с датчика температуры, обрабатывает их и определяет, какую цифру (0–9) отображать. Используется микросхема драйвера, такая как MAX7219, или дискретная транзисторная схема. Микроконтроллер отправляет BCD-код (двоично-десятичный код) или прямую карту сегментов драйверу. Драйвер, в свою очередь, подаёт правильные низкие сигналы на катодные выводы A–G и D.P., одновременно подавая питание на вывод общего анода. Токоограничивающий резистор включён последовательно с подключением общего анода. Высокая яркость индикатора AlInGaP обеспечивает читаемость температуры даже в хорошо освещённом помещении.

12. Введение в технический принцип работы

LTS-4801KF основан на полупроводниковой электролюминесценции. Материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) является полупроводником с прямой запрещённой зоной. При прямом смещении (положительное напряжение, приложенное к аноду относительно катода) электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. Эта рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещённой зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае жёлто-оранжевому (~605–611 нм). Непрозрачная подложка GaAs помогает улучшить контраст, поглощая рассеянный свет. Семь сегментов представляют собой отдельные светодиодные чипы или их комбинации, подключённые к отдельным катодным выводам, но имеющие общие анодные соединения, что позволяет независимо управлять ими для формирования числовых символов.

13. Технологические тренды и контекст

Хотя семисегментные светодиодные индикаторы остаются надёжным и экономически эффективным решением для числового отображения, общий ландшафт технологий отображения эволюционировал. Тренды включают переход к корпусам для поверхностного монтажа (SMD) для автоматизированной сборки, модули с большей плотностью разрядов и интеграцию драйверов и контроллеров в корпус индикатора. Технологии органических светодиодов (OLED) и усовершенствованных жидкокристаллических дисплеев (LCD) предлагают альтернативы с различными компромиссами в потребляемой мощности, угле обзора и возможности настройки. Однако для применений, требующих исключительной надёжности, работы в широком температурном диапазоне, высокой яркости и простоты, дискретные сегментные светодиодные индикаторы, такие как LTS-4801KF, продолжают оставаться предпочтительным выбором. Использование AlInGaP представляет собой прогресс по сравнению со старыми светодиодными материалами, предлагая лучшую эффективность и цветовую стабильность.