Техническая спецификация светодиодного индикатора LTS-4817CKS-P - Высота цифры 0.39 дюйма - Желтый AlInGaP - Прямое напряжение 2.6В - Рассеиваемая мощность 70мВт

1. Обзор продукта

LTS-4817CKS-P — это высокопроизводительный, поверхностно-монтируемый, одноразрядный светодиодный индикаторный модуль. Он разработан для применений, требующих четких, ярких числовых показаний в компактном форм-факторе. Устройство использует передовую технологию светодиодных чипов AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), выращенных на подложке из арсенида галлия (GaAs), которая известна своей высокой эффективностью и отличной чистотой цвета, особенно в желтом спектре. Индикатор имеет серый лицевой экран с белыми сегментами, обеспечивающий высокую контрастность для оптимальной читаемости. Он сконфигурирован как устройство с общим анодом, что является стандартной конфигурацией для упрощения схемы управления в многоразрядных приложениях, и включает в себя правую десятичную точку.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Компактный размер:Высота цифры составляет 0.39 дюйма (10.0 мм), что делает его подходящим для применений с ограниченным пространством.
• Превосходные оптические характеристики:Обеспечивает высокую яркость и высокий коэффициент контрастности, гарантируя отличный внешний вид символов даже в хорошо освещенных условиях.
• Широкий угол обзора:Обеспечивает стабильную видимость с широкого диапазона углов.
• Низкое энергопотребление:Разработан для энергоэффективной работы, с типичным прямым током 20 мА на сегмент.
• Равномерное свечение сегментов:Непрерывные, однородные сегменты обеспечивают чистый и профессиональный вид числового дисплея.
• Высокая надежность:Полупроводниковая конструкция обеспечивает длительный срок службы и устойчивость к ударам и вибрации.
• Гарантия качества:Устройства классифицируются по световой интенсивности, что обеспечивает стабильный уровень яркости между производственными партиями.
• Соответствие экологическим нормам:Корпус не содержит свинца и соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).

1.2 Целевые применения и рынок

Этот индикатор идеально подходит для широкого спектра электронного оборудования, требующего числовых индикаторов. Типичные области применения включают промышленную измерительную технику (например, панельные счетчики, таймеры, счетчики), бытовую технику (например, микроволновые печи, стиральные машины, аудиоаппаратуру), приборные панели автомобилей (для вспомогательных дисплеев), медицинские приборы, а также контрольно-измерительное оборудование. Его SMD (устройство поверхностного монтажа) корпус делает его идеально подходящим для автоматизированных процессов сборки, снижая производственные затраты и повышая надежность при массовом производстве.

2. Технические параметры и объективная интерпретация

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

2.1 Абсолютные максимальные параметры

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

• Рассеиваемая мощность на сегмент:70 мВт. Это максимальная мощность, которую может безопасно рассеивать в виде тепла один светодиодный сегмент.
• Пиковый прямой ток на сегмент:60 мА (при скважности 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Этот параметр предназначен только для импульсного режима работы и не должен использоваться для непрерывного постоянного тока.
• 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 приблизительно: 25 мА - (0.28 мА/°C * (85°C - 25°C)) = 8.2 мА.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -35°C до +105°C. Устройство рассчитано на промышленные температурные диапазоны.
• Температура пайки:Выдерживает 260°C в течение 3 секунд на расстоянии 1/16 дюйма (приблизительно 1.6 мм) ниже плоскости установки, что является стандартом для бессвинцовых процессов оплавления.

2.2 Электрические и оптические характеристики (типичные при 25°C)

Эти параметры описывают производительность устройства в нормальных рабочих условиях.

• Световая интенсивность (I_V):Световой выход зависит от тока. При низком токе 1 мА типичная интенсивность составляет 650 мккд (микрокандела). При стандартном испытательном токе 10 мА она значительно возрастает до 8450 мккд. Разработчики должны выбирать ток управления на основе требуемой яркости и энергетического бюджета.
• Прямое напряжение (V_F):2.6 В типичное при I_F=20 мА. Этот параметр имеет решающее значение для проектирования схемы ограничения тока. Минимальное значение составляет 2.05 В, что указывает на некоторый разброс между отдельными светодиодами.
• Пиковая/Доминирующая длина волны (λ_p/λ_d):588 нм (пиковая) и 587 нм (доминирующая). Это подтверждает, что излучение находится в желтой области видимого спектра.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм. Такая узкая полоса пропускания характерна для технологии AlInGaP и способствует чистому цветовому восприятию.
• Обратный ток (I_R):100 мкА максимум при V_R=5 В. Этот параметр предназначен только для целей тестирования; приложение постоянного обратного смещения не является нормальным рабочим условием.
• Коэффициент соответствия световой интенсивности:2:1 максимум для сегментов в пределах одного устройства. Это означает, что самый тусклый сегмент будет как минимум в два раза менее ярким, чем самый яркий сегмент, что обеспечивает равномерный внешний вид.
• Перекрестные помехи:≤ 2.5%. Это определяет максимальное количество нежелательной утечки света от соседнего неактивного сегмента, что важно для четкости отображения.

3. Объяснение системы сортировки

В спецификации указано, что устройства \"классифицируются по световой интенсивности\". Это подразумевает процесс сортировки, при котором светодиоды после производства сортируются на основе измеренного светового потока (в мккд) при указанном испытательном токе (вероятно, 10 мА или 20 мА). Это гарантирует, что клиенты получают компоненты с одинаковыми уровнями яркости. Хотя конкретные коды сортировки не детализированы в этом документе, разработчикам следует проконсультироваться с производителем относительно доступных диапазонов интенсивности, чтобы обеспечить единообразие в своем приложении, особенно при использовании нескольких индикаторов рядом.

4. Анализ кривых производительности

В спецификации упоминаются \"Типичные электрические/оптические характеристики кривых\". Хотя конкретные графики не приведены в тексте, стандартные кривые для таких устройств обычно включают:

• Вольт-амперная характеристика (I-V):Показывает зависимость между прямым напряжением и прямым током. Она нелинейна, с резким увеличением тока, как только прямое напряжение превышает пороговое значение диода (около 2 В для AlInGaP).
• Световая интенсивность в зависимости от прямого тока:Эта кривая, как правило, линейна в широком диапазоне. Интенсивность увеличивается пропорционально току вплоть до точки теплового насыщения.
• Световая интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает, как световой выход уменьшается с ростом температуры перехода. Светодиоды AlInGaP имеют отрицательный температурный коэффициент, что означает снижение яркости с увеличением температуры.
• Спектральное распределение:График, показывающий относительный световой выход в зависимости от длины волны, с центром около 587-588 нм и указанной полушириной 15 нм.

Разработчики должны использовать эти кривые для оптимизации условий управления, понимания тепловых эффектов и прогнозирования производительности в различных рабочих средах.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Устройство размещено в корпусе для поверхностного монтажа. Ключевые размерные примечания из спецификации включают: все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.25 мм. Существуют специальные меры контроля качества для лицевой части индикатора: посторонний материал на сегменте должен быть ≤10 мил, загрязнение чернилами на поверхности ≤20 мил, пузыри в сегменте ≤10 мил, и изгиб отражателя ≤1% от его длины. Заусенец на пластиковом выводе ограничен максимум 0.14 мм. Эти спецификации обеспечивают стабильный внешний вид и надежное крепление.

5.2 Подключение выводов и полярность

Внутренняя схема и таблица подключения выводов показывают конфигурацию с общим анодом для 7-сегментной цифры и десятичной точки. Два общих анодных вывода (выводы 3 и 8) соединены внутри. Катоды для сегментов от A до G и десятичной точки (DP) находятся на отдельных выводах (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10). Вывод 5 идентифицирован как катод для правой десятичной точки. Правильная идентификация полярности критически важна для проектирования схемы, чтобы избежать обратного смещения светодиодов.

5.3 Рекомендуемый рисунок контактных площадок

Предоставлена диаграмма рисунка контактных площадок для руководства при проектировании печатной платы (ПП). Соблюдение этого рекомендуемого рисунка, который включает соответствующий размер площадок, расстояние и элементы теплового облегчения, необходимо для достижения надежных паяных соединений во время пайки оплавлением и для сохранения механической целостности соединения.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Инструкции по пайке SMT

Устройство предназначено для пайки оплавлением. Критические инструкции включают:

• Профиль оплавления:Максимальная пиковая температура 260°C. Рекомендуется этап предварительного нагрева 120-150°C в течение максимум 120 секунд.
• Предел процесса:Количество циклов процесса оплавления должно быть менее двух. Требуется полное охлаждение до нормальной температуры окружающей среды между первым и вторым процессом пайки, если необходим второй проход (например, для двусторонних плат).
• Ручная пайка:При использовании паяльника температура жала не должна превышать 300°C, а время контакта должно быть ограничено максимум 3 секундами.

Следование этим рекомендациям предотвращает тепловое повреждение светодиодных чипов, пластикового корпуса и внутренних проводных соединений.

6.2 Чувствительность к влаге и хранение

SMD индикаторы поставляются в влагозащитной упаковке. Они должны храниться при температуре 30°C или ниже и относительной влажности (RH) 60% или ниже. После вскрытия герметичного пакета компоненты начинают поглощать влагу из атмосферы. Если детали не используются немедленно и не хранятся в контролируемой сухой среде (например, в сушильном шкафу), их необходимо прокалить перед пайкой оплавлением, чтобы предотвратить \"вспучивание\" или расслоение, вызванное быстрым расширением пара во время высокотемпературного процесса оплавления. В спецификации указаны конкретные условия прокаливания: 60°C в течение ≥48 часов для деталей на катушках или 100°C в течение ≥4 часов / 125°C в течение ≥2 часов для деталей навалом. Прокаливание следует проводить только один раз.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации упаковки

Устройство поставляется на эмбоссированной несущей ленте, намотанной на катушки, что подходит для автоматизированных установочных машин.

• Размеры катушки:Указаны стандартные размеры катушек 13 дюймов и 22 дюйма.
• Несущая лента:Приведены размеры, соответствующие стандарту EIA-481-C. Толщина ленты составляет 0.40 ±0.05 мм.
• Количество в упаковке:Катушка 13 дюймов содержит 800 штук. Катушка 22 дюйма содержит ленту длиной 45.5 метров. Минимальное количество упаковки для остаточных партий составляет 200 штук.
• Начальный и конечный участки ленты:Лента включает начальный участок (минимум 400 мм) и конечный участок (минимум 40 мм) для облегчения загрузки в машину.

7.2 Номер детали и редакция

Базовый номер детали — LTS-4817CKS-P. Суффикс \"-P\" может указывать на конкретный вариант или тип упаковки. Сама спецификация имеет историю изменений (Редакция A, действует с 01.11.2020), и разработчики всегда должны использовать последнюю редакцию, чтобы убедиться, что у них самые актуальные спецификации.

8. Примечания по применению и соображения при проектировании

8.1 Типовая схема применения

Для индикатора с общим анодом, такого как LTS-4817CKS-P, аноды (выводы 3 и 8) подключаются к положительному напряжению питания (V_CC). Каждый катодный вывод (для сегментов A-G и DP) подключается к токоограничивающему резистору, а затем к выходу микросхемы драйвера (например, декодера/драйвера или вывода GPIO микроконтроллера). Драйвер стекает ток на землю, чтобы зажечь сегмент. Значение токоограничивающего резистора (R_LIMIT) рассчитывается по закону Ома: R_LIMIT= (V_CC- V_F) / I_F, где V_F — прямое напряжение светодиода (используйте типичное 2.6 В), а I_F — желаемый прямой ток (например, 10 мА или 20 мА).

8.2 Соображения при проектировании

• Управление током:Никогда не подключайте светодиод напрямую к источнику напряжения без механизма ограничения тока (резистора или драйвера постоянного тока), чтобы предотвратить тепловой разгон и разрушение.
• Мультиплексирование:Для многоразрядных индикаторов обычно используется техника мультиплексирования для управления многими сегментами с меньшим количеством выводов драйвера. Это включает быстрое циклическое включение питания на общий анод каждой цифры. Пиковый ток LTS-4817CKS-P (60 мА импульсный) позволяет использовать более высокие мгновенные токи во время мультиплексирования для достижения желаемой средней яркости.
• Тепловой менеджмент:Хотя само устройство имеет низкое рассеивание мощности, при разводке печатной платы следует учитывать отвод тепла, особенно при работе на более высоких токах или в условиях высокой температуры окружающей среды. Помочь может достаточная площадь меди вокруг контактных площадок.
• Защита от ЭСР:Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ЭСР). Во время сборки следует соблюдать стандартные меры предосторожности при обращении с ЭСР.

9. Техническое сравнение и дифференциация

LTS-4817CKS-P отличается использованием технологии AlInGaP для желтого свечения. По сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP (фосфид арсенида галлия), AlInGaP предлагает значительно более высокую световую эффективность, что приводит к более яркому выходу при том же токе управления, лучшей температурной стабильности и превосходной чистоте цвета (более узкая спектральная ширина). Его SMD корпус и размер цифры 0.39 дюйма хорошо позиционируют его на фоне других SMD числовых индикаторов, предлагая баланс между читаемостью и экономией места на плате. Включение сортировки по интенсивности является ключевым отличием качества для применений, требующих единообразного внешнего вида.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: В чем разница между пиковой длиной волны (λ_p) и доминирующей длиной волны (λ_d)?

О1: Пиковая длина волны — это длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность. Доминирующая длина волны — это единственная длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету выхода светодиода. Для светодиода с узким спектром, такого как этот, они очень близки (587 нм против 588 нм).

В2: Могу ли я питать этот светодиод током 25 мА непрерывно?

О2: Да, но только если температура окружающей среды (T_a) равна или ниже 25°C. При более высоких температурах окружающей среды вы должны снижать ток в соответствии с указанным коэффициентом снижения 0.28 мА/°C, чтобы избежать превышения максимальной температуры перехода и снижения надежности.

В3: Почему важен тест обратного тока, если я не должен работать в обратном режиме?

О3: Тест I_R является мерой контроля качества. Высокий обратный ток утечки может указывать на дефект в PN-переходе светодиодного чипа.

В4: Мой процесс сборки требует двух проходов оплавления. Это разрешено?

О4: Да, но строго ограничено максимум двумя проходами. Вы должны убедиться, что плата и компоненты полностью остывают до комнатной температуры между первым и вторым циклом оплавления.

11. Практический пример применения

Сценарий: Проектирование простого цифрового таймера.

Разработчик создает таймер обратного отсчета с 2-разрядным индикатором, показывающим минуты и секунды. Он будет использовать два устройства LTS-4817CKS-P. Общие аноды каждой цифры будут подключены к отдельным выводам GPIO микроконтроллера, сконфигурированным как выходы. 14 катодных выводов (7 сегментов + DP для каждой цифры) будут соединены вместе для обеих цифр (т.е. все катоды сегмента 'A' соединены, все катоды сегмента 'B' соединены и т.д.), и каждый будет подключен к токоограничивающему резистору, а затем к выводу GPIO или внешней микросхеме драйвера, способной стекать требуемый ток. Микроконтроллер будет использовать мультиплексирование с временным разделением: он будет включать анод для цифры 'минуты', устанавливать паттерн катодов для нужного числа минут, ждать короткое время (например, 5 мс), затем выключать этот анод, включать анод для цифры 'секунды', устанавливать паттерн катодов для секунд, ждать и повторять. Это происходит быстрее, чем может воспринять человеческий глаз, создавая иллюзию непрерывного свечения обеих цифр. Правая десятичная точка на каждой цифре может использоваться как мигающий разделитель двоеточия между минутами и секундами.

12. Введение в технологический принцип

LTS-4817CKS-P основан на полупроводниковом материале AlInGaP, выращенном эпитаксиально на подложке из арсенида галлия (GaAs). Когда прямое напряжение прикладывается к PN-переходу этого материала, электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав атомов алюминия, индия, галлия и фосфора в кристаллической решетке определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую диктует длину волны (цвет) излучаемого света. Для этого устройства состав настроен на генерацию фотонов в желтом диапазоне длин волн (~587-588 нм). Затем чип упаковывается в формованный пластиковый корпус с линзой, которая формирует световой выход и обеспечивает защиту от окружающей среды.

13. Тенденции и развитие отрасли

Тенденция в технологиях отображения, таких как LTS-4817CKS-P, направлена на еще более высокую эффективность, позволяя создавать более яркие дисплеи при более низком энергопотреблении, что критически важно для устройств с батарейным питанием. Также наблюдается постоянное стремление к миниатюризации при сохранении или улучшении читаемости. Интеграция — еще одна тенденция, когда электроника драйвера иногда встраивается в сам индикаторный модуль для упрощения системного проектирования. Кроме того, достижения в области материалов и упаковки улучшают тепловые характеристики и долгосрочную надежность светодиодов, позволяя использовать их в более требовательных условиях. В то время как полноцветные, матричные и OLED-дисплеи расширяются в высококлассных приложениях, одноразрядные монохромные светодиодные индикаторы, подобные этому, остаются весьма актуальными благодаря своей простоте, надежности, низкой стоимости и отличной читаемости в широком диапазоне условий освещения.