Техническая документация на светодиодный индикатор LTS-4817SW-P - Высота цифры 0.39 дюйма - Белые сегменты - Прямое напряжение 3.2В

1. Обзор продукта

LTS-4817SW-P представляет собой поверхностно-монтируемый однозначный буквенно-цифровой светодиодный индикаторный модуль. Он разработан с высотой цифры 0.39 дюйма (10.0 мм), что делает его подходящим для применений, требующих компактного, хорошо читаемого цифрового или ограниченного буквенно-цифрового отображения. Устройство использует полупроводниковую технологию InGaN (нитрид индия-галлия) для получения белого света, предлагая современную альтернативу традиционным белым светодиодам с фильтром или люминофорным преобразованием. Его серый корпус с белыми сегментами обеспечивает отличную контрастность для оптимальной читаемости.

1.1 Ключевые особенности и позиционирование

Данный дисплей спроектирован для надежности и производительности в потребительской электронике, промышленных приборах, автомобильных панелях приборов и панелях управления бытовой техникой. Его основные преимущества включают непрерывную, равномерную конструкцию сегментов, устраняющую зазоры для чистого внешнего вида, и широкий угол обзора, обеспечивающий видимость с различных позиций. Устройство классифицируется по световой силе и прямому напряжению, что позволяет добиться более строгой согласованности яркости и цвета в серийном производстве. Бессвинцовый корпус, соответствующий директивам RoHS, делает его пригодным для мировых рынков со строгими экологическими нормами.

2. Подробный анализ технических характеристик

Рабочие характеристики LTS-4817SW-P определяются комплексным набором электрических и оптических параметров, критически важных для проектирования.

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Максимальная рассеиваемая мощность на сегмент составляет 35 мВт. Пиковый прямой ток - 50 мА, но только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Непрерывный прямой ток на сегмент снижается от 10 мА при 25°C со скоростью 0.11 мА/°C, что означает уменьшение допустимого тока с ростом температуры окружающей среды. Диапазон рабочих температур и температур хранения указан от -35°C до +105°C, что свидетельствует о стойкости к жестким условиям эксплуатации. Условия пайки указаны как 260°C в течение 3 секунд на расстоянии 1/16 дюйма (примерно 1.6 мм) ниже плоскости установки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

При типовых условиях испытаний (Ta=25°C, IF=5мА) ключевые параметры следующие: Средняя сила света на чип составляет от минимум 71 мкд до максимум 165 мкд. Прямое напряжение на чип (VF) находится в диапазоне от 2.7В до 3.2В. Обратный ток (IR) максимально составляет 100 мкА при VR=5В, но это только испытательное условие; устройство не предназначено для работы в режиме постоянного обратного смещения. Коэффициент согласования силы света между сегментами составляет 2:1 или лучше, обеспечивая равномерную яркость. Координаты цветности (x, y) приведены в соответствии со стандартом CIE 1931, с типичными значениями около x=0.294, y=0.286, определяющими белую точку. Отмечена спецификация перекрестных помех ≤ 2.5%, которая относится к нежелательной утечке света между соседними сегментами.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения согласованности светодиоды, используемые в этом индикаторе, сортируются по бинам на основе ключевых параметров.

3.1 Биннинг по прямому напряжению (VF)

Светодиоды группируются в бины (3, 4, 5, 6, 7) на основе их прямого напряжения при 5мА. Каждый бин имеет диапазон 0.1В (например, Бин 3: 2.70-2.80В, Бин 4: 2.80-2.90В). Допускается отклонение ±0.1В внутри каждого бина. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты для применений, чувствительных к падению напряжения или конструкции источника питания.

3.2 Биннинг по силе света (IV)

Яркость классифицируется по бинам, обозначенным как Q11, Q12, Q21, Q22, R11, R12, R21. Каждый бин охватывает определенный диапазон мкд при 5мА (например, Q11: 71.0-81.0 мкд, R21: 146.0-165.0 мкд). Для каждого бина применяется допуск ±15%. Эта система позволяет согласовывать яркость дисплея на нескольких устройствах или цифрах.

3.3 Биннинг по оттенку (цветности)

Цвет белого света контролируется через бины оттенка (S1-2, S2-2, S3-1, S3-2, S4-1, S4-2, S5-1, S6-1). Каждый бин определяется четырехугольной областью на диаграмме цветности CIE 1931, задающей допустимый диапазон координат x и y. Поддерживается допуск ±0.01. Это минимизирует видимые цветовые различия между сегментами или дисплеями.

4. Анализ рабочих характеристик (кривых)

Хотя в документе приведены ссылки на конкретные графические данные, типичные кривые для таких устройств включают зависимость между прямым током (IF) и прямым напряжением (VF), которая является экспоненциальной. Зависимость между прямым током (IF) и силой света (IV), как правило, линейна в рабочем диапазоне. Влияние температуры окружающей среды (Ta) на силу света показывает отрицательный коэффициент; яркость уменьшается с ростом температуры. Понимание этих кривых жизненно важно для проектирования схемы управления и теплового менеджмента, чтобы поддерживать стабильный оптический выход в течение всего срока службы продукта.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Устройство соответствует определенному посадочному месту для SMD. Критические размеры включают общую длину, ширину и высоту, а также шаг и размер выводов (пинов). Допуски обычно составляют ±0.25 мм, если не указано иное. Дополнительные примечания по качеству касаются ограничений по посторонним материалам, загрязнению чернилами, пузырям в сегменте, изгибу отражателя и заусенцам на выводах, что критически важно для выхода годных при сборке и окончательного внешнего вида.

5.2 Распиновка и принципиальная схема

Дисплей имеет схему с общим анодом. Внутренняя принципиальная схема показывает десять выводов: два являются общими анодными выводами (выводы 3 и 8), а остальные восемь - катодами для сегментов A, B, C, D, E, F, G и десятичной точки (DP). Вывод 1 указан как \"Не подключен\". Такая конфигурация требует драйвера с токовым стоком; аноды подключаются к положительному источнику питания (через токоограничивающие резисторы), а отдельные сегменты зажигаются путем подключения соответствующих катодных выводов к земле.

5.3 Рекомендуемый рисунок паяльной маски

Предоставлен рисунок контактных площадок (посадочное место) для проектирования печатной платы. Этот рисунок обеспечивает правильное формирование паяного соединения во время оплавления, обеспечивает достаточную механическую прочность и предотвращает образование перемычек. Соблюдение этого рисунка критически важно для надежной поверхностной сборки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры пайки оплавлением

Устройство может выдержать максимум два цикла оплавления, при этом между циклами требуется период охлаждения до комнатной температуры. Рекомендуемый профиль оплавления имеет зону предварительного нагрева 120-150°C в течение максимум 120 секунд и пиковую температуру, не превышающую 260°C. Для ручного ремонта температура паяльника не должна превышать 300°C, а время контакта ограничено максимум 3 секундами. Превышение этих условий может повредить пластиковый корпус или светодиодные чипы.

6.2 Меры предосторожности от электростатического разряда (ESD)

Чип InGaN чувствителен к электростатическому разряду. Обязательные меры предосторожности включают использование персоналом заземленных браслетов или антистатических перчаток. Все рабочие места, оборудование и места хранения должны быть правильно заземлены. Рекомендуется использование ионизаторов для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковом корпусе во время обработки. Несоблюдение мер контроля ESD может привести к скрытому или катастрофическому отказу устройства.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Упаковка в ленте и на катушке

Компоненты поставляются в тисненой несущей ленте, намотанной на катушки, что подходит для автоматических установочных машин. Указаны подробные размеры катушки (диаметр катушки, ширина ступицы и т.д.) и размеры несущей ленты (размер гнезда, шаг, детали отверстий для звездочки). Ключевые допуски включают кумулятивный допуск ±0.20 мм на 10 отверстий для звездочки и предел коробления (изгиба) 1 мм на 250 мм несущей ленты.

8. Примечания по применению и соображения проектирования

8.1 Типовые схемы включения

Типичная схема управления включает подключение общих анодных выводов к положительному источнику напряжения (например, 5В) через токоограничивающий резистор. Значение этого резистора рассчитывается на основе напряжения питания, прямого напряжения светодиодного сегмента (VF) и желаемого прямого тока (IF). Для мультиплексирования нескольких цифр можно использовать транзистор или специализированную микросхему драйвера для переключения общих анодов, в то время как катоды сегментов управляются сдвиговым регистром или расширителем портов.

8.2 Управление яркостью и током

Поскольку сила света примерно пропорциональна прямому току, яркостью можно управлять с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции) управляющего тока. Это более эффективно, чем аналоговое регулирование яркости с помощью переменного напряжения. В высокотемпературных применениях необходимо соблюдать кривую снижения номинала для непрерывного тока, чтобы предотвратить перегрев и ускоренную деградацию светового потока.

8.3 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность на сегмент мала, необходимо учитывать совокупное тепло от нескольких светящихся сегментов в небольшом корпусе. Достаточная площадь медного покрытия на печатной плате вокруг контактных площадок может служить радиатором. Обеспечение хорошего воздушного потока в корпусе конечного продукта помогает поддерживать температуру перехода в безопасных пределах, сохраняя долговечность и стабильность цвета.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями, такими как светодиоды GaP или GaAsP с фильтром, белый светодиод InGaN предлагает более высокую яркость, лучшую эффективность и более современную белую точку цвета. Конфигурация с общим анодом является распространенной и поддерживается многими стандартными микросхемами драйверов. Размер 0.39 дюйма занимает нишу между меньшими индикаторами и более крупными многоразрядными дисплеями. Подробный бининг по интенсивности, напряжению и оттенку обеспечивает уровень согласованности, который необходим для продуктов профессионального уровня, где критически важна визуальная однородность.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Для чего нужны два вывода общего анода?

Два вывода (3 и 8) соединены внутри. Наличие двух выводов помогает распределить общий анодный ток, снижает плотность тока в выводах корпуса и может помочь в компоновке печатной платы для симметрии и надежности.

10.2 Могу ли я управлять этим дисплеем с помощью микроконтроллера на 3.3В?

Да, но требуется тщательное проектирование. Типичное VF составляет 2.7-3.2В. При питании 3.3В запас напряжения для токоограничивающего резистора очень мал (0.1-0.6В). Это требует очень маленького значения резистора, что делает ток чувствительным к вариациям VF и напряжения питания. Для более стабильной работы обычно рекомендуется питание 5В, или следует использовать специализированный драйвер светодиодов с постоянным током.

10.3 Как интерпретировать коды бинов оттенка (например, S3-2)?

Код бина соответствует определенной области на диаграмме цветности CIE, определенной в техническом описании. Разработчики могут указать требуемый бин или диапазон бинов при заказе, чтобы обеспечить соответствие цвета в рамках производственной партии. Для большинства общих применений приемлем любой стандартный белый бин.

11. Практический пример проектирования

Рассмотрим проектирование цифрового таймера с использованием четырех индикаторов LTS-4817SW-P. Проектирование будет включать создание печатной платы с четырьмя одинаковыми посадочными местами в соответствии с рекомендуемым рисунком паяльной маски. Микроконтроллер будет мультиплексировать цифры, поочередно подавая питание на общий анод одной цифры, одновременно выводя шаблон сегментов для этой цифры. Токоограничивающие резисторы будут размещены на линиях общего анода. Частота обновления должна быть достаточно высокой (обычно >60 Гц), чтобы избежать видимого мерцания. Коды бинов для интенсивности и оттенка должны быть указаны поставщику, чтобы все четыре цифры выглядели одинаково. Защита от ESD во время сборки и обработки обязательна.

12. Принцип технологии

LTS-4817SW-P использует светодиодные чипы на основе InGaN. InGaN - это полупроводниковый материал, способный излучать свет в синем и ультрафиолетовом спектре. Для получения белого света устройство, вероятно, использует синий излучающий чип InGaN в сочетании с люминофорным покрытием. Люминофор поглощает часть синего света и переизлучает его в виде желтого света. Смесь оставшегося синего света и излучаемого желтого света воспринимается человеческим глазом как белый. Это распространенный и эффективный метод создания белых светодиодов.

13. Тенденции отрасли

Тенденция в области SMD-дисплеев и индикаторов продолжается в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), что позволяет снизить энергопотребление или увеличить яркость. Также наблюдается стремление к миниатюризации при сохранении или улучшении читаемости. Согласованность цвета и более строгий бининг становятся все более важными для высококлассной потребительской электроники. Кроме того, растущей тенденцией является интеграция схемы драйвера непосредственно с корпусом дисплея, что упрощает системное проектирование для конечных пользователей.