Техническая документация на светодиодный индикатор LTS-2807SKG-P - Высота цифры 0.2 дюйма - Зеленый AlInGaP - Прямое напряжение 2.4В

1. Обзор изделия

LTS-2807SKG-P — это компактный высокопроизводительный одноразрядный цифровой индикатор, предназначенный для современных применений с поверхностным монтажом. Он имеет высоту цифры 0.2 дюйма (5.08 мм), что делает его подходящим для устройств, где важен каждый миллиметр пространства, но при этом необходима хорошая читаемость. Индикатор использует передовую технологию полупроводников AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для получения яркого зеленого света. Эта материаловая система выращивается на непрозрачной подложке из арсенида галлия (GaAs), что способствует высокому контрасту за счет минимизации внутреннего рассеяния и отражения света. Устройство имеет характерный внешний вид с серой лицевой панелью и белыми сегментами, что улучшает четкость символов. Оно классифицируется по световой силе и поставляется в бессвинцовом корпусе, соответствующем директивам RoHS, что согласуется с мировыми экологическими стандартами для электронных компонентов.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Компактный размер с высокой читаемостью:Высота цифры 0.2 дюйма обеспечивает четкое цифровое отображение при минимальных габаритах, идеально подходит для бытовой электроники, приборов и панелей управления.
• Превосходные оптические характеристики:Технология чипов AlInGaP обеспечивает высокую яркость и отличный контраст. Непрерывные, однородные сегменты гарантируют стабильный и приятный внешний вид символов без зазоров или тусклых точек.
• Энергоэффективность:Спроектирован для низкого энергопотребления, подходит для устройств с питанием от батарей или энергосберегающих применений.
• Широкий угол обзора:Индикатор предлагает широкий угол обзора, обеспечивая видимость цифрового показания с различных ракурсов, что критически важно для пользовательских интерфейсов.
• Высокая надежность:Как твердотельное устройство, он обладает длительным сроком службы, устойчивостью к ударам и вибрации, а также стабильными характеристиками с течением времени по сравнению с механическими индикаторами.
• Гарантия качества:Устройства классифицируются (сортируются) по световой силе, что позволяет разработчикам выбирать компоненты с одинаковым уровнем яркости для однородного внешнего вида панели.

1.2 Конфигурация устройства

LTS-2807SKG-P сконфигурирован как индикатор с общим анодом. Это означает, что аноды всех светодиодных сегментов соединены внутри с общими выводами (выводы 3 и 8). Отдельные сегменты (A, B, C, D, E, F, G и десятичная точка DP) управляются путем подачи сигнала земли (низкого уровня) на соответствующие катодные выводы. Конкретный номер детали обозначает зеленый индикатор AlInGaP с общим анодом и десятичной точкой справа. Такая конфигурация является распространенной и упрощает схему управления, поскольку постоянное напряжение можно подавать на общий анод, в то время как сигналы на катодах мультиплексируются для зажигания разных сегментов.

2. Технические параметры и характеристики

В этом разделе представлен детальный объективный анализ электрических и оптических характеристик устройства, которые являются основополагающими для проектирования схем и интеграции в систему.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или вблизи них для нормального использования не рекомендуется.

• Рассеиваемая мощность на сегмент:Максимум 70 мВт. Превышение этого значения может привести к перегреву и ускоренной деградации светодиодного чипа.
• Пиковый прямой ток на сегмент:60 мА, но только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Этот параметр предназначен для кратковременных импульсов высокого тока, а не для непрерывной работы.
• Непрерывный прямой ток на сегмент:25 мА при 25°C. Этот ток линейно снижается со скоростью 0.28 мА/°C при увеличении температуры окружающей среды выше 25°C. Например, при 85°C максимально допустимый непрерывный ток составит примерно 25 мА - (0.28 мА/°C * 60°C) = 8.2 мА.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -35°C до +105°C. Устройство может выдерживать эти экстремальные температуры при нерабочем хранении и в пределах указанной рабочей среды.
• Температура пайки:Выводы могут подвергаться пайке паяльником при температуре 260°C максимум в течение 3 секунд, измеренной на расстоянии 1/16 дюйма (приблизительно 1.6 мм) ниже плоскости установки корпуса.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры, измеренные при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Разработчикам следует использовать эти значения в качестве ориентира для нормальных рабочих условий.

• Средняя сила света (I_V):Это ключевой показатель яркости.
  • Типичное значение составляет 700 мккд (микрокандел) при прямом токе (I_F) 1 мА.
  • При токе 10 мА типичная сила света значительно возрастает до 8400 мккд. Зависимость между током и световым потоком, как правило, линейна в рабочем диапазоне.
  • Допускается отклонение ±15%, что означает, что фактическая сила света может варьироваться между экземплярами.
• Волновые характеристики:
  • Длина волны пикового излучения (λ_p):574 нм (тип.). Это длина волны, на которой мощность излучаемого света максимальна.
  • Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм (тип.). Это указывает на спектральную чистоту; более узкая ширина означает более монохроматический (чистый) зеленый цвет.
  • Доминирующая длина волны (λ_d):571 нм (тип., с допуском ±1 нм). Это длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, и она имеет решающее значение для определения цвета.
• Прямое напряжение на чип (V_F):2.4 В тип. (мин. 2.0 В, допуск ±0.1В) при I_F=20 мА. Этот параметр жизненно важен для выбора соответствующего токоограничивающего резистора или драйвера постоянного тока. Падение напряжения относительно одинаково на всех сегментах благодаря использованию идентичных светодиодных чипов.
• Обратный ток (I_R):Максимум 100 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В. Этот тест предназначен только для характеристики; устройство не предназначено для работы при обратном смещении.
• Коэффициент соответствия силы света:Максимум 2:1 между любыми двумя сегментами в пределах одной цифры при токе 1 мА. Это обеспечивает визуальную однородность.
• Перекрестные наводки:Указывается как ≤ 2.5%. Это относится к нежелательному свечению сегмента, когда управляется соседний сегмент, вызванному внутренними оптическими или электрическими утечками.

2.3 Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, типичные кривые для такого устройства включают:

• Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Показывает экспоненциальную зависимость между прямым напряжением и током. Напряжение отсечки составляет около 2.0-2.4В, после чего ток быстро возрастает при небольших приращениях напряжения.
• Зависимость силы света от прямого тока (I_Vот I_F):В целом линейная зависимость, подтверждающая, что световой выход прямо пропорционален току управления в пределах безопасной рабочей области.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Показывает уменьшение светового потока при повышении температуры перехода. Светодиоды AlInGaP, как правило, обладают хорошими высокотемпературными характеристиками по сравнению с другими технологиями, но выходная мощность все равно снижается с нагревом.
• Спектральное распределение:Колоколообразная кривая с центром около 574 нм (пик) и шириной, определяемой полушириной 15 нм, подтверждающая излучение зеленого цвета.

3. Механические данные и информация о корпусе

3.1 Габаритные размеры корпуса

Устройство представляет собой корпус для поверхностного монтажа. Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.25 мм, если не указано иное.
• Критические проверки качества включают ограничения на наличие посторонних частиц в сегментах (≤10 мил), загрязнение поверхности чернилами (допустимо ≥20 мил), пузыри в сегментах (≤10 мил) и изгиб корпуса (≤1% длины отражателя).
• Из-за малого размера корпуса номер детали, нанесенный на устройство, сокращен до "2807SKG-P"; префикс "LTS" опущен.

3.2 Распиновка и принципиальная схема

Индикатор имеет 10-выводную конфигурацию. Внутренняя принципиальная схема показывает структуру с общим анодом. Распиновка следующая:

• Вывод 1: Катод сегмента E
• Вывод 2: Катод сегмента D
• Вывод 3: Общий анод (CA)
• Вывод 4: Катод сегмента C
• Вывод 5: Катод десятичной точки (DP)
• Вывод 6: Катод сегмента B
• Вывод 7: Катод сегмента A
• Вывод 8: Общий анод (CA)
• Вывод 9: Катод сегмента F
• Вывод 10: Катод сегмента G

Выводы 3 и 8 соединены внутри. Такая конструкция с двумя анодами помогает распределять общий анодный ток, снижает плотность тока в одном выводе/дорожке печатной платы и может улучшить теплоотвод от корпуса. Правильная идентификация полярности имеет решающее значение при разводке печатной платы и сборке для предотвращения повреждений.

3.3 Рекомендуемый посадочный рисунок (площадки для пайки)

Предоставлен рекомендуемый рисунок контактных площадок (посадочное место) для проектирования печатной платы. Соблюдение этого рисунка обеспечивает правильное формирование паяного соединения, механическую стабильность и выравнивание в процессе пайки оплавлением. Рисунок обычно включает размеры и расстояние между площадками, учитывающие объем паяльной пасты и теплоотвод.

4. Монтаж, обращение и надежность

4.1 Инструкции по пайке поверхностного монтажа

Устройство предназначено для пайки оплавлением. Критические параметры должны контролироваться для предотвращения теплового повреждения.

• Профиль оплавления:Допускается максимум два цикла оплавления. Между циклами требуется период охлаждения до нормальной температуры окружающей среды.
  • Предварительный нагрев: 120–150°C максимум 120 секунд.
  • Пиковая температура: максимум 260°C.
  • Время выше температуры ликвидуса: максимум 5 секунд при пиковой температуре.
• Ручная пайка:При необходимости паяльник можно использовать только один раз, с температурой жала не выше 300°C и временем контакта не более 3 секунд.

4.2 Чувствительность к влаге и условия хранения

Как и большинство SMD-компонентов с пластиковыми корпусами, этот индикатор чувствителен к поглощению влаги, что может вызвать "вспучивание" (растрескивание корпуса) во время оплавления.

• Хранение:Не вскрытые влагозащитные пакеты должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60%.
• Прогрев (сушка):Если пакет вскрыт или детали подвергались воздействию влажной среды сверх установленных пределов, их необходимо прогреть перед оплавлением для удаления влаги.
  • Детали на катушке: Прогрев при 60°C в течение ≥48 часов.
  • Отдельные детали (насыпью): Прогрев при 100°C в течение ≥4 часов или при 125°C в течение ≥2 часов.
• Важно:Прогрев следует проводить только один раз, чтобы избежать дополнительного термического напряжения на корпус.

4.3 Спецификация упаковки

Устройство поставляется на катушке с лентой для автоматизированной сборки.

• Размеры катушки:Предоставлены для совместимости со стандартным оборудованием для установки компонентов (например, катушки 13 или 22 дюйма).
• Несущая лента:Изготовлена из черного проводящего полистиролового сплава. Размеры соответствуют стандарту EIA-481-D. Ключевые характеристики включают совокупный допуск шага 10 отверстий для звездочки ±0.20 мм и изгиб в пределах 1 мм на 250 мм.
• Количество в упаковке:Стандартная 13-дюймовая катушка содержит 1000 штук. 22-дюймовая катушка вмещает 56.5 метров ленты. Минимальный заказ для неполных катушек составляет 250 штук.
• Начальная/конечная лента:Включает начальный участок минимум 400 мм и конечный участок 40 мм для облегчения загрузки в машину.

5. Рекомендации по применению и проектированию

5.1 Область применения и предупреждения

Индикатор предназначен для обычного электронного оборудования в офисных, коммуникационных и бытовых применениях. Он не разработан и не сертифицирован для критически важных систем безопасности (например, авиация, медицинское жизнеобеспечение, управление транспортом), где отказ может угрожать жизни или здоровью. Для таких применений обязательна консультация с производителем.

5.2 Проектирование схемы управления

Правильное проектирование необходимо для надежности и производительности.

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока, чтобы ограничить прямой ток рекомендуемым непрерывным значением (например, 10-20 мА для типичной яркости). Превышение предельных параметров приводит к сильной деградации светового потока и преждевременному выходу из строя.
• Тепловой менеджмент:Прямой ток должен быть снижен при увеличении температуры окружающей среды, как указано в Предельных эксплуатационных параметрах. Обеспечьте достаточную площадь медного покрытия на печатной плате или другой теплоотвод, если работа ведется в условиях высоких температур.
• Защита от обратного напряжения:Схема управления должна включать защиту (например, диод, включенный последовательно или параллельно), чтобы предотвратить подачу обратного напряжения на светодиодные сегменты, что может их повредить.
• Мультиплексирование:Для многоразрядных применений этот индикатор с общим анодом хорошо подходит для мультиплексированного управления. Частота обновления должна быть достаточно высокой (обычно >60 Гц), чтобы избежать видимого мерцания.

5.3 Типовые сценарии применения

• Бытовая электроника:Цифровые часы, дисплеи микроволновых печей, индикаторы аудиоаппаратуры.
• Приборостроение:Панельные измерительные приборы, испытательное оборудование, портативные измерительные устройства.
• Промышленные системы управления:Индикаторы управления процессами, дисплеи таймеров, показания счетчиков.
• Автомобильная вторичная продукция:Некритичные внутренние дисплеи (например, для аудиосистем).

6. Техническое сравнение и отличия

По сравнению с другими одноразрядными индикаторами, LTS-2807SKG-P предлагает определенные преимущества:

• По сравнению со старыми красными индикаторами на GaAsP/GaP:Технология AlInGaP обеспечивает значительно более высокую световую отдачу (больше света на мА), лучшие высокотемпературные характеристики и более насыщенный зеленый цвет.
• По сравнению с синими/белыми индикаторами на InGaN:Зеленый светодиод AlInGaP обычно имеет более низкое прямое напряжение (~2.4В против ~3.2В+ для InGaN), что потенциально упрощает конструкцию источника питания в низковольтных системах.
• По сравнению с индикаторами с большими цифрами:Размер 0.2 дюйма предлагает баланс между читаемостью и экономией места на плате, занимая промежуточное положение между меньшими цифрами 0.15 дюйма и большими 0.3 или 0.5 дюйма.
• По сравнению с неклассифицированными индикаторами:Классификация по силе света является ключевым отличием для применений, требующих равномерной яркости панели, что снижает необходимость ручной калибровки или регулировки тока для каждой цифры.

7. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Какова цель двух общих анодных выводов (3 и 8)?

О1: Они соединены внутри. Наличие двух выводов помогает распределить общий анодный ток, снижает плотность тока в одном выводе/дорожке печатной платы и может улучшить теплоотвод от корпуса.

В2: Могу ли я управлять этим индикатором напрямую с вывода микроконтроллера на 5В?

О2: Нет. Вы должны использовать токоограничивающий резистор. Для питания 5В и типичного V_F2.4В, если вы хотите получить ток 10 мА через сегмент, значение резистора будет R = (5В - 2.4В) / 0.01А = 260 Ом. Резистор 270 Ом является стандартным значением, близким к этому расчету.

В3: Почему существует ограничение на количество циклов оплавления?

О3: Множественные циклы оплавления подвергают пластиковый корпус и внутренние проводящие соединения повторным термическим напряжениям, что может привести к расслоению, растрескиванию или разрушению соединений, снижая надежность.

В4: Что на практике означает "классифицирован по силе света"?

О4: Производитель тестирует и сортирует индикаторы по разным группам яркости (например, группа высокой яркости и стандартная группа). При заказе вы можете указать код группы, чтобы гарантировать, что все индикаторы в вашей партии имеют очень схожую яркость, избегая заметных различий в дисплее вашего продукта.

8. Пример внедрения в проект

Сценарий:Проектирование компактного цифрового таймера для кухонного прибора.

Требования:Четкое одноразрядное отображение (0-9), низкое энергопотребление, надежная работа при температуре окружающей среды до 60°C и совместимость с автоматизированной сборкой.

Решение:LTS-2807SKG-P является идеальным выбором.

1. Проектирование схемы:Микроконтроллер с достаточным количеством выводов ввода-вывода управляет индикатором в статической (немультиплексированной) конфигурации для простоты. Токоограничивающий резистор установлен на линии общего анода. Прямой ток установлен на 8 мА (снижен с 25 мА с учетом температуры окружающей среды 60°C, используя коэффициент снижения 0.28 мА/°C). Это обеспечивает достаточную яркость, гарантируя долгосрочную надежность.
2. Разводка печатной платы:Используется рекомендуемый посадочный рисунок. К анодным площадкам добавлены тепловые перемычки для облегчения пайки при сохранении хорошего теплового пути к заземляющему слою для отвода тепла.
3. Сборка:Компоненты устанавливаются с помощью автомата установки компонентов с предоставленной катушки с лентой. Используется стандартный бессвинцовый профиль оплавления с пиковой температурой 245°C, что хорошо в пределах указанного предела 260°C.
4. Результат:Конечный продукт оснащен ярким, однородным и надежным цифровым индикатором, который соответствует всем требованиям по размеру, производительности и технологичности.

9. Технологические и рыночные тренды

Технология AlInGaP:Эта материаловая система, представленная в 1990-х годах, произвела революцию в области высокоярких красных, оранжевых и желтых светодиодов, а позже и эффективных зеленых светодиодов. Она остается доминирующей технологией для высокопроизводительных зеленых светодиодов в диапазоне 560-590 нм благодаря своей превосходной эффективности и термической стабильности по сравнению со старыми технологиями.

Рыночные тенденции:Тренд для SMD-индикаторов и дисплейных компонентов продолжается в направлении:

• Миниатюризация:Еще более компактные корпуса с сохраненной или улучшенной яркостью.
• Повышение эффективности:Больше люмен на ватт, снижение энергопотребления и тепловой нагрузки.
• Повышение надежности:Улучшенные материалы корпусов и производственные процессы для увеличения срока службы в сложных условиях.
• Интеграция:Объединение светодиодного индикатора с драйверными ИС или микроконтроллерами в многокристальные модули (MCM) или решения "система в корпусе" (SiP) для упрощения проектирования конечного продукта.

LTS-2807SKG-P представляет собой зрелый и хорошо оптимизированный продукт в этой развивающейся среде, предлагающий проверенный баланс размера, производительности и стоимости для широкого спектра применений.