Техническая спецификация LTS-4812CKR-PM - Светодиодный индикатор 0.39 дюйма - Супер красный цвет - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор продукта

LTS-4812CKR-PM представляет собой поверхностно-монтируемое устройство (SMD), выполненное в виде однозначного цифрового индикатора. В нем используется передовая полупроводниковая технология AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), выращенная на подложке из арсенида галлия (GaAs), для получения супер красного цвета свечения. Индикатор имеет серый экран с белыми сегментами, что обеспечивает высокую контрастность для оптимальной читаемости. Основное применение - бытовая электроника, промышленные приборы и панели управления, где требуется компактный, надежный и яркий цифровой индикатор.

1.1 Ключевые особенности

• Высота цифры:0.39 дюйма (10.0 мм), что обеспечивает четкий и хорошо видимый размер символа.
• Равномерность сегментов:Непрерывное и равномерное свечение всех сегментов для однородного внешнего вида.
• Энергоэффективность:Низкое энергопотребление, что делает его подходящим для устройств с питанием от батарей.
• Оптические характеристики:Высокая яркость и высокий коэффициент контрастности обеспечивают отличную видимость при различных условиях освещения.
• Угол обзора:Широкий угол обзора позволяет считывать информацию с разных ракурсов.
• Надежность:Цельная конструкция обеспечивает длительный срок службы и устойчивость к ударам и вибрации.
• Сортировка (бининг):Классификация по световой силе, позволяющая подбирать индикаторы с одинаковой яркостью для многоразрядных применений.
• Соответствие экологическим нормам:Бесcвинцовый корпус, соответствующий директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).

1.2 Конфигурация устройства

Данное устройство имеет конфигурацию с общим анодом. Конкретный номер детали LTS-4812CKR-PM указывает на конфигурацию с десятичной точкой справа. Конструкция с общим анодом упрощает проектирование схемы при подключении к микроконтроллерам или драйверам, которые являются источниками тока.

2. Подробные технические характеристики

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Эксплуатация всегда должна осуществляться в пределах этих значений.

• Рассеиваемая мощность на сегмент:Максимум 70 мВт.
• Пиковый прямой ток на сегмент:90 мА (в импульсном режиме: скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
• Постоянный прямой ток на сегмент:25 мА при 25°C. Данный параметр линейно снижается на 0.28 мА/°C при повышении температуры окружающей среды выше 25°C.
• Рабочий диапазон температур:от -35°C до +105°C.
• Диапазон температур хранения:от -35°C до +105°C.
• Температура пайки:Выдерживает пайку паяльником при 260°C в течение 3 секунд, измерение производится на расстоянии 1/16 дюйма ниже плоскости установки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Типичные параметры измерены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Средняя сила света (Iv):Диапазон от минимума 201 мккд до типичного значения 650 мккд при прямом токе (IF) 1 мА. При 10 мА типичная сила света составляет 8250 мккд.
• Пиковая длина волны излучения (λp):639 нм, определяющая основную цветовую точку в спектре супер красного цвета.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм, что указывает на спектральную чистоту излучаемого света.
• Доминирующая длина волны (λd):631 нм.
• Прямое напряжение на чип (VF):Типично 2.6В, максимум 2.6В при IF=20мА. Минимум 2.0В.
• Обратный ток на сегмент (IR):Максимум 100 мкА при обратном напряжении (VR) 5В. Примечание: Данное условие предназначено только для тестирования; устройство не предназначено для работы в режиме постоянного обратного смещения.
• Коэффициент соответствия силы света:Максимум 2:1 для сегментов в пределах схожей световой зоны при IF=1мА, что обеспечивает равномерную яркость.
• Перекрестные наводки (Crosstalk):Указано как ≤ 2.5%, что минимизирует нежелательное засвечивание соседних сегментов.

3. Объяснение системы сортировки (бининга)

Сила света LTS-4812CKR-PM классифицируется по бинам для гарантии однородности. Код бина (E, F, G, H, J) соответствует определенному диапазону силы света, измеряемой в микроканделах (мккд). Допуск для каждого бина составляет +/-15%.

• Бин E:201 - 320 мккд
• Бин F:321 - 500 мккд
• Бин G:501 - 800 мккд
• Бин H:801 - 1300 мккд
• Бин J:1301 - 2100 мккд

Эта система позволяет разработчикам выбирать компоненты с близко совпадающей яркостью для многоразрядных индикаторов, предотвращая неравномерное свечение.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации приведены ссылки на конкретные графические кривые, лежащие в их основе зависимости критически важны для проектирования.

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (I-V кривая):Технология AlInGaP демонстрирует характерное прямое напряжение, обычно около 2.6В при 20мА. Разработчики должны убедиться, что схема управления может обеспечить достаточное напряжение, учитывая возможные падения.
• Сила света в зависимости от прямого тока:Яркость увеличивается с ростом тока, но не линейно. Работа в рекомендуемом диапазоне 10-20мА обеспечивает оптимальную яркость и эффективность.
• Зависимость от температуры:Как и у всех светодиодов, световой выход уменьшается с ростом температуры перехода. Снижение номинального постоянного тока (0.28 мА/°C выше 25°C) имеет решающее значение для управления тепловым режимом в условиях высокой температуры окружающей среды.
• Спектральное распределение:Узкая полуширина (20нм) вокруг 639нм указывает на насыщенный, чистый красный цвет, который менее подвержен смещению при изменении тока или температуры по сравнению с некоторыми другими светодиодными технологиями.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Устройство соответствует стандартному посадочному месту для SMD. Критические размерные примечания включают допуски ±0.25мм, если не указано иное. Критерии контроля качества определены для посторонних материалов, загрязнения чернилами, пузырьков внутри сегментов, изгиба отражателя и заусенцев на пластиковых выводах (макс. 0.1 мм).

5.2 Подключение выводов и принципиальная схема

Индикатор имеет 10-выводную конфигурацию. Внутренняя принципиальная схема показывает общее анодное соединение для всех сегментов. Распиновка следующая: Выводы 3 и 8 являются общими анодами. Оставшиеся выводы (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10) являются катодами для сегментов E, D, C, DP (десятичная точка), B, A, F и G соответственно. Вывод 5 предназначен специально для десятичной точки справа (DP).

5.3 Рекомендуемый рисунок контактных площадок

Предоставлен рисунок контактных площадок для обеспечения надежного формирования паяных соединений в процессе оплавления, способствуя правильному самоцентрированию, а также тепловому и электрическому соединению.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Инструкции по пайке SMT

Устройство рассчитано на максимум два цикла пайки оплавлением. Между первым и вторым циклом обязательны полное охлаждение до нормальной температуры.

• Профиль пайки оплавлением:
  • Предварительный нагрев: 120-150°C
  • Время предварительного нагрева: Максимум 120 секунд
  • Пиковая температура: Максимум 260°C
  • Время выше температуры ликвидуса: Максимум 5 секунд
• Ручная пайка (паяльником):Максимальная температура жала 300°C, максимум 3 секунды на соединение.

6.2 Чувствительность к влаге и хранение

Корпус SMD чувствителен к влаге. Устройства поставляются в влагозащитной упаковке с осушителем. Их необходимо хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60%. После вскрытия герметичного пакета компоненты начинают поглощать влагу из окружающей среды.

Требования к прокалке (при воздействии влаги):Если компоненты не хранятся в сушильном шкафу после вскрытия пакета, их необходимо прокалить перед оплавлением, чтобы предотвратить \"эффект попкорна\" или внутреннее расслоение во время пайки.

• На катушке: 60°C в течение ≥48 часов.
• Насыпью: 100°C в течение ≥4 часов или 125°C в течение ≥2 часов.

Важно:Прокалку следует проводить только один раз, чтобы избежать деградации пластикового корпуса.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации упаковки

Устройство поставляется на тисненой несущей ленте, намотанной на катушки, совместимые с автоматическим оборудованием для установки компонентов.

• Размеры катушки:Предоставлены стандартные размеры катушек как для носителя компонентов, так и для всей катушки (например, 13\" или 22\").
• Несущая лента:Изготовлена из черного проводящего полистирольного сплава. Размеры соответствуют стандарту EIA-481-D. Ключевые спецификации включают кривизну (в пределах 1мм на 250мм) и толщину (0.40±0.05мм).
• Количество в упаковке:
  • Компонентов на катушке 13\": 800 штук.
  • Длина упаковки на катушке 22\": 44.5 метра.
  • Минимальный заказ остатков: 200 штук.
• Начальная и конечная лента:Катушка включает начальную (минимум 400мм) и конечную (минимум 40мм) ленты для машинной обработки.

8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

8.1 Типичные сценарии применения

• Бытовая электроника:Цифровые часы, дисплеи микроволновых печей, индикаторы аудиоаппаратуры.
• Промышленные системы управления:Панельные счетчики, индикаторы процессов, таймеры.
• Автомобильная вторичная комплектация:Приборные панели и вспомогательные дисплеи (при условии дополнительной квалификации для автомобильных условий).
• Медицинские приборы:Простые цифровые индикаторы на некритичном мониторинговом оборудовании.

8.2 Рекомендации по проектированию

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор для каждого сегмента или специализированную микросхему драйвера светодиодов с постоянным током. Рассчитайте номинал резистора на основе напряжения питания (Vcc), прямого напряжения светодиода (Vf ~2.6В) и желаемого прямого тока (например, 10-20мА).
• Мультиплексирование:Для многоразрядных индикаторов часто используется схема мультиплексированного управления. Конструкция с общим анодом хорошо подходит для этого. Убедитесь, что пиковый ток в режиме мультиплексирования не превышает абсолютный максимальный рейтинг, и рассчитайте средний ток, чтобы оставаться в пределах постоянного рейтинга.
• Тепловой режим:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечьте адекватную разводку печатной платы для отвода тепла, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при работе на более высоких токах. Следуйте кривой снижения тока выше 25°C.
• Защита от электростатического разряда (ESD):При обращении и сборке следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда, как и для всех полупроводниковых приборов.

9. Техническое сравнение и отличия

LTS-4812CKR-PM отличается использованием технологии AlInGaP для получения супер красного цвета.

• По сравнению с традиционными красными светодиодами GaAsP/GaP:AlInGaP обеспечивает значительно более высокую световую отдачу и яркость при том же уровне тока. Также обеспечивается лучшая температурная стабильность и более длительный срок службы.
• По сравнению с высокоэффективными красными светодиодами:Хотя это не самая высокая доступная эффективность, он обеспечивает отличный баланс производительности, стоимости и надежности для стандартных применений цифровых индикаторов.
• Ключевое преимущество:Сочетание высокой яркости, хорошей контрастности (серый экран/белые сегменты), широкого угла обзора и надежного SMD корпуса при размере цифры 0.39 дюйма делает его универсальным выбором для многих применений.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Какова цель системы сортировки (бининга)?

Система бининга обеспечивает равномерность яркости между различными производственными партиями и внутри многоразрядного индикатора. Указав код бина (например, Бин G), вы гарантируете, что все сегменты будут иметь силу света в диапазоне 501-800 мккд при 1мА, предотвращая ситуацию, когда одна цифра выглядит ярче или тусклее другой.

10.2 Могу ли я управлять этим индикатором без токоограничивающего резистора?

No.Светодиоды являются приборами с токовым управлением. Подключение их непосредственно к источнику напряжения вызовет неконтролируемый рост тока, быстро превышающий максимальные параметры и разрушающий светодиод. Последовательный резистор или драйвер постоянного тока обязательны.

10.3 Почему существует ограничение на количество циклов оплавления?

Пластиковый корпус и внутренние материалы могут поглощать влагу. Во время оплавления эта влага превращается в пар, что может вызвать внутренние трещины или расслоение (\"эффект попкорна\"). Ограничение в два цикла, с соответствующей прокалкой при необходимости, установлено для обеспечения сохранения целостности корпуса в безопасных пределах.

10.4 Что означает \"общий анод\" для моей схемы?

В индикаторе с общим анодом все аноды (положительные стороны) светодиодных сегментов соединены внутри. Чтобы зажечь сегмент, вы подключаете его катодный вывод к низкому напряжению (земле), подавая положительное напряжение на общий анодный вывод. Это удобно при использовании драйверов, которые стокят ток (как многие мультиплексирующие драйверы).

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование 4-разрядного часового индикатора на основе LTS-4812CKR-PM, управляемого 5В микроконтроллером с ограниченным количеством I/O выводов.

Решение:Использовать схему мультиплексирования со специализированной микросхемой драйвера светодиодов (например, MAX7219 или аналогичным мультиплексирующим сдвиговым регистром).

1. Подключение:Подключить четыре общих анодных вывода (выводы 3 и 8 каждой цифры соединены вместе) к четырем отдельным выходам драйвера, сконфигурированным как источники тока.
2. Линии сегментов:Соединить все соответствующие катоды сегментов (A, B, C, D, E, F, G, DP) параллельно для четырех цифр с выходами стока сегментов драйвера.
3. Установка тока:Установить постоянный ток драйвера на значение, например, 15мА на сегмент. Это находится в пределах постоянного рейтинга и обеспечивает хорошую яркость.
4. Мультиплексирование:Драйвер будет быстро поочередно зажигать каждую цифру. Благодаря инерции зрения все четыре цифры будут казаться одновременно включенными. Убедитесь, что частота обновления достаточно высока (обычно >100Гц), чтобы избежать видимого мерцания.
5. Резисторы:Драйвер постоянного тока устраняет необходимость в отдельных последовательных резисторах на каждом сегменте.

Такой подход минимизирует использование I/O микроконтроллера, обеспечивая при этом стабильное и равномерное свечение.

12. Принцип работы

LTS-4812CKR-PM представляет собой светодиодный индикатор. Каждый сегмент состоит из одного или нескольких полупроводниковых чипов AlInGaP. При приложении прямого смещающего напряжения (превышающего прямое напряжение чипа, ~2.6В) электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав слоев AlInGaP определяет длину волны излучаемого света, в данном случае - в спектре супер красного цвета (~639нм пик). Серый экран и белые сегменты действуют как рассеиватель и отражатель соответственно, формируя световой поток в узнаваемые цифровые символы.

13. Технологические тренды

Использование AlInGaP для красных/оранжевых/желтых светодиодов представляет собой зрелую и стабильную технологию, предлагающую высокую эффективность и надежность. Современные тренды в технологии дисплеев сосредоточены на:

• Миниатюризации:Еще меньшей высоте цифр и шаге пикселей для дисплеев с более высоким разрешением.
• Повышении эффективности:Постоянном совершенствовании материалов для достижения большего количества люмен на ватт (лм/Вт), снижая энергопотребление.
• Интеграции:Объединении светодиодной матрицы, схемы управления и иногда микроконтроллера в единый интеллектуальный дисплейный модуль.
• Гибких подложках:Исследованиях светодиодов на гибких схемах для новых форм-факторов, хотя это более актуально для новых технологий OLED и микро-светодиодов, чем для традиционных сегментных индикаторов.

Для стандартных, экономичных однозначных цифровых индикаторов SMD-компоненты на основе AlInGaP, такие как LTS-4812CKR-PM, остаются основным и надежным решением.