Техническая документация на светодиодный индикатор LTS-5325CKR-P - Высота цифры 0.56 дюйма - Супер красный - Прямое напряжение 2.6В - Рассеиваемая мощность 70мВт

1. Обзор продукта

LTS-5325CKR-P представляет собой поверхностно-монтируемое устройство (SMD), выполненное в виде одноразрядного цифрового индикатора. Его основная функция — обеспечение четких, хорошо видимых цифровых показаний в различных электронных приложениях. В основе технологии лежат эпитаксиальные слои AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), выращенные на подложке из арсенида галлия (GaAs), для получения свечения Супер красного цвета. Данная материаловая система известна своей высокой эффективностью и отличной яркостью при относительно низких токах накачки. Устройство имеет серый корпус с белыми сегментами, что повышает контрастность и улучшает читаемость при различном освещении. Индикаторы сортируются по световому потоку, что гарантирует единообразие уровней яркости в пределах производственной партии, и изготавливаются из бессвинцовых материалов в соответствии с директивой RoHS.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

Данный индикатор предлагает несколько явных преимуществ для интеграции в современные электронные устройства:

• Высота цифры 0.56 дюйма (14.22 мм):Обеспечивает размер символа, подходящий для приложений, требующих четкой видимости с умеренного расстояния.
• Непрерывные однородные сегменты:Гарантирует последовательный и цельный вид светящихся символов, что способствует профессиональному внешнему виду.
• Низкое энергопотребление:Технология AlInGaP обеспечивает высокую световую отдачу, позволяя достигать яркого свечения при минимальном потреблении энергии.
• Высокая яркость и контрастность:Сочетание яркого Супер красного свечения с серым корпусом обеспечивает превосходную контрастность, улучшая читаемость.
• Широкий угол обзора:Конструкция SMD-корпуса и оптическая схема обеспечивают широкий угол обзора, делая индикатор эффективным при взгляде под разными углами.
• Надежность твердотельного устройства:Как светодиодное устройство, оно обладает длительным сроком службы, устойчивостью к ударам и вибрациям по сравнению с механическими индикаторами.
• Сортировка по световому потоку:Компоненты сортируются по интенсивности свечения, что позволяет разработчикам выбирать элементы для обеспечения одинаковой яркости в своих приложениях.

2. Подробный анализ технических характеристик

В данном разделе представлен детальный, объективный анализ электрических и оптических параметров устройства, определенных в техническом описании.

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа за пределами этих значений не рекомендуется.

• Рассеиваемая мощность на сегмент:70 мВт. Это максимальная мощность, которую может безопасно рассеивать один светодиодный сегмент.
• Пиковый прямой ток на сегмент:90 мА. Допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для предотвращения перегрева.
• Постоянный прямой ток на сегмент:25 мА при 25°C. Этот ток линейно снижается со скоростью 0.28 мА/°C при увеличении температуры окружающей среды (Ta) выше 25°C. Например, при 85°C максимальный постоянный ток составит приблизительно: 25 мА - ((85°C - 25°C) * 0.28 мА/°C) = 8.2 мА.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -35°C до +105°C. Такой широкий диапазон делает устройство пригодным для промышленных и автомобильных применений.
• Температура пайки:Выдерживает 260°C в течение 3 секунд на расстоянии 1/16 дюйма (приблизительно 1.6 мм) ниже плоскости установки.

2.2 Электрические и оптические характеристики (Ta=25°C)

Это типичные параметры производительности при указанных условиях испытаний.

• Средняя сила света (I_V):Диапазон от 501 мккд (мин.) до 18000 мккд (тип.) в зависимости от тока накачки. При стандартном испытательном токе 1 мА типичная сила света составляет 1700 мккд. При 10 мА она достигает 18000 мккд, демонстрируя высокую эффективность.
• Пиковая длина волны излучения (λ_p):639 нм (тип.). Определяет длину волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна, помещая его в красно-оранжевую область видимого спектра.
• Доминирующая длина волны (λ_d):631 нм (тип.). Это воспринимаемая человеческим глазом длина волны цвета, несколько короче пиковой длины волны.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм (тип.). Указывает на спектральную чистоту; более узкая ширина означает более монохроматический цвет.
• Прямое напряжение на чип (V_F):2.0В (мин.), 2.6В (тип.) при I_F=20мА. Этот параметр имеет решающее значение для проектирования схемы управления и расчета рассеиваемой мощности.
• Обратный ток (I_R):100 мкА (макс.) при V_R=5В. В техническом описании явно указано, что обратное напряжение предназначено только для испытательных целей, и устройство не должно работать в условиях постоянного обратного смещения.
• Коэффициент согласования силы света:2:1 (макс.). Определяет максимально допустимое соотношение между самым ярким и самым тусклым сегментом в одном устройстве, обеспечивая равномерный внешний вид.
• Перекрестные помехи:≤ 2.5%. Это относится к нежелательному свечению невыбранного сегмента из-за электрической утечки или оптической связи.

2.3 Объяснение системы сортировки

В техническом описании указано, что устройство \"сортируется по силе света\". Это подразумевает процесс сортировки, при котором произведенные единицы сортируются на основе измеренного светового потока при стандартном испытательном токе (вероятно, 1 мА или 10 мА). Разработчики могут указать код сортировки, чтобы гарантировать, что все индикаторы в сборке имеют одинаковую яркость, предотвращая неравномерное свечение. Конкретные диапазоны и обозначения кодов сортировки не детализированы в данном отрывке, но обычно являются частью информации для заказа.

3. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики не воспроизводятся в тексте, техническое описание включает типичные кривые. Основываясь на стандартном поведении светодиодов и предоставленных параметрах, эти кривые обычно иллюстрируют:

• Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика):Показывает экспоненциальную зависимость с напряжением отсечки около 2.0-2.6В. Кривая помогает в выборе значений токоограничивающих резисторов.
• Зависимость силы света от прямого тока:Показывает, что световой поток увеличивается с током, но может начать насыщаться при более высоких токах из-за тепловых эффектов и снижения эффективности.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Показывает снижение светового потока при повышении температуры, что является ключевым фактором для применений при высоких температурах.
• Спектральное распределение:Отображает относительную интенсивность в зависимости от длины волны, показывая пик около 639 нм с полушириной ~20 нм.

4. Механическая информация и информация о корпусе

4.1 Габаритные размеры корпуса

Устройство размещено в SMD-корпусе. Ключевые размерные примечания включают: все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.25 мм. Указаны конкретные требования контроля качества, такие как ограничения на посторонние материалы (≤10 мил), загрязнение чернилами (≤20 мил), пузыри в сегментах (≤10 мил), изгиб (≤1% длины отражателя) и заусенцы на пластиковых выводах (макс. 0.14 мм).

4.2 Подключение выводов и принципиальная схема

Индикатор имеет конфигурацию с общим катодом с двумя выводами общего катода (Вывод 3 и Вывод 8). Такая конфигурация часто предпочтительна в схемах с мультиплексированием. Распиновка следующая: Вывод 1 (Анод E), Вывод 2 (Анод D), Вывод 3 (Общий катод), Вывод 4 (Анод C), Вывод 5 (Анод DP - десятичная точка), Вывод 6 (Анод B), Вывод 7 (Анод A), Вывод 8 (Общий катод), Вывод 9 (Анод F), Вывод 10 (Анод G). Внутренняя принципиальная схема показывает десять отдельных светодиодных сегментов (a, b, c, d, e, f, g и правая десятичная точка DP), аноды которых подключены к соответствующим выводам, а катоды соединены вместе с выводами общего катода.

4.3 Рекомендуемый посадочный рисунок

Предоставлен посадочный рисунок (отпечаток) для проектирования печатной платы. Соблюдение этого рисунка необходимо для формирования надежных паяных соединений, правильного выравнивания и управления тепловым режимом во время оплавления.

5. Рекомендации по пайке и сборке

5.1 Инструкции по пайке SMT

Предоставлены важные инструкции для предотвращения повреждений во время сборки:

• Пайка оплавлением (максимум 2 раза):Рекомендуется этап предварительного нагрева 120-150°C в течение максимум 120 секунд. Пиковая температура во время оплавления не должна превышать 260°C. Между первым и вторым процессом пайки, если требуется второе оплавление, обязателен процесс охлаждения до нормальной температуры.
• Ручная пайка (паяльником):При необходимости температура жала паяльника не должна превышать 300°C, а время контакта должно быть ограничено максимум 3 секундами.
• Важность соблюдения ограничений:Превышение температуры, времени или количества циклов оплавления может повредить пластиковый корпус, ухудшить эпоксидную смолу светодиода или вызвать отказ внутренних проводящих соединений.

5.2 Чувствительность к влаге и хранение

Устройство поставляется в влагозащитной упаковке. Его необходимо хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤60%. После вскрытия герметичного пакета компоненты начинают поглощать влагу из атмосферы. Если они не используются немедленно и подвергаются воздействию окружающих условий, выходящих за указанные пределы, их необходимо просушить перед оплавлением, чтобы предотвратить \"вспучивание\" или расслоение, вызванное быстрым расширением пара во время пайки. Указаны условия сушки: 60°C в течение ≥48 часов в катушке или 100°C в течение ≥4 часов / 125°C в течение ≥2 часов в насыпном виде. Сушку следует проводить только один раз.

6. Упаковка и информация для заказа

6.1 Спецификации упаковки

Устройство поставляется на эмбоссированной несущей ленте и катушках, совместимых с автоматическим оборудованием для установки компонентов. Ключевые детали упаковки включают:

• Несущая лента:Изготовлена из черного проводящего полистиролового сплава. Размеры соответствуют стандарту EIA-481-D. Прогиб не превышает 1 мм на 250 мм. Толщина составляет 0.30±0.05 мм.
• Информация о катушке:Катушка диаметром 22 дюйма содержит 44.5 метра ленты. Катушка диаметром 13 дюймов содержит 700 штук компонентов.
• Минимальный объем заказа (MOQ):Минимальное количество упаковки для остатков/концов катушки составляет 200 штук.
• Ведущая/замыкающая лента:Катушка включает ведущую (минимум 400 мм) и замыкающую (минимум 40 мм) ленту для подачи в автомат.

7. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

7.1 Типичные сценарии применения

LTS-5325CKR-P хорошо подходит для приложений, требующих компактного, надежного и яркого цифрового индикатора. Примеры включают:

• Промышленные панели управления и приборы (например, таймеры, счетчики, дисплеи температуры).
• Бытовая техника (например, микроволновые печи, стиральные машины, пульты управления кондиционерами).
• Автомобильные аксессуары послепродажного обслуживания (например, мониторы напряжения, тахометры).
• Считывающие устройства медицинского оборудования.
• Контрольно-измерительное оборудование.

7.2 Соображения при проектировании

• Схема управления:Используйте драйверы постоянного тока или соответствующие токоограничивающие резисторы для каждого анода сегмента. Конфигурация с общим катодом упрощает мультиплексирование. Рассчитайте значения резисторов на основе напряжения питания (V_CC), типичного прямого напряжения (V_F~2.6В) и желаемого тока сегмента (I_F). Например, при питании 5В: R = (V_CC- V_F) / I_F= (5В - 2.6В) / 0.01А = 240 Ом для тока накачки 10 мА.
• Тепловой режим:Соблюдайте кривую снижения тока. В условиях высокой температуры окружающей среды соответственно уменьшайте ток накачки, чтобы оставаться в пределах допустимой рассеиваемой мощности и обеспечить долгосрочную надежность.
• Разводка печатной платы:Следуйте рекомендуемому посадочному рисунку. Обеспечьте достаточную ширину дорожки для тока сегмента. Учитывайте расположение относительно других теплообразующих компонентов.
• Оптическая интеграция:Конструкция с серым корпусом и белыми сегментами обеспечивает хорошую контрастность. Для дополнительного рассеивания или цветовой фильтрации убедитесь, что любой накладной материал имеет высокое пропускание на доминирующей длине волны (~631 нм).

8. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями, такими как стандартные красные светодиоды на основе GaP, LTS-5325CKR-P на основе AlInGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу, что приводит к более яркому свечению при том же токе или эквивалентной яркости при меньшей мощности. По сравнению с некоторыми ЖК-дисплеями с белой светодиодной подсветкой, этот прямой сегментный светодиодный индикатор предлагает более широкие углы обзора, более высокую контрастность и лучшую производительность при ярком окружающем свете. Его SMD-корпус обеспечивает большую механическую прочность и более простую автоматическую сборку по сравнению со светодиодными индикаторами для сквозного монтажа.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: В чем разница между пиковой длиной волны (639 нм) и доминирующей длиной волны (631 нм)?

О1: Пиковая длина волны — это физическая точка максимального спектрального излучения. Доминирующая длина волны — это воспринимаемый человеческим глазом \"цвет\", рассчитанный по полному спектру. Они часто немного различаются.

В2: Могу ли я управлять этим индикатором напрямую с вывода GPIO микроконтроллера на 3.3В?

О2: Не напрямую. Вывод GPIO должен подавать ток через токоограничивающий резистор. При питании 3.3В и V_F2.6В падение напряжения на резисторе составляет всего 0.7В. Для достижения тока 10 мА потребуется резистор 70 Ом (R = 0.7В / 0.01А). Однако убедитесь, что вывод микроконтроллера может безопасно выдавать 10 мА непрерывно.

В3: Почему важна спецификация обратного тока, если не следует подавать обратное напряжение?

О3: Это параметр контроля качества и утечки. Высокий обратный ток может указывать на дефект в p-n переходе светодиодного чипа. Спецификация гарантирует целостность устройства.

В4: Как интерпретировать коэффициент согласования силы света \"2:1\"?

О4: Это означает, что в пределах одного устройства измеренная сила света самого яркого сегмента не должна более чем в два раза превышать силу света самого тусклого сегмента при испытании в одинаковых условиях (I_F=1мА). Это обеспечивает визуальную однородность.

10. Пример практического использования

Сценарий: Проектирование простого цифрового таймера.

Таймер должен показывать минуты и секунды (четыре цифры). Будут использоваться четыре индикатора LTS-5325CKR-P. Микроконтроллер с достаточным количеством выводов ввода/вывода будет использоваться в схеме с мультиплексированием. Все аноды сегментов с одинаковым обозначением (например, все сегменты \"A\") для четырех цифр будут соединены вместе и управляться одним выводом микроконтроллера через токоограничивающий резистор. Общий катод каждой цифры будет подключен к отдельному выводу микроконтроллера, действующему как переключатель выбора цифры. Микроконтроллер будет быстро переключаться, подсвечивая по одной цифре за раз (например, по 2.5 мс каждая в общем цикле 10 мс), полагаясь на инерционность зрения, чтобы все цифры казались одновременно освещенными. Этот метод значительно сокращает количество необходимых выводов драйвера с 40 (4 цифры * 10 выводов) до 14 (7 анодов сегментов + 1 DP + 4 общих катода + 2 неиспользуемых). Конструкция должна гарантировать, что пиковый ток на сегмент во время его кратковременного включения не превышает предельно допустимого значения, в то время как средний ток обеспечивает желаемую яркость.

11. Принцип работы

Устройство работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Когда приложено прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода, электроны из n-слоя AlInGaP рекомбинируют с дырками из p-слоя. Это событие рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае Супер красный. Свет излучается из активной области, формируется отражающей чашей корпуса и эпоксидной линзой для образования видимых сегментов.

12. Технологические тренды

Технология AlInGaP представляет собой зрелое и высокоэффективное решение для красных, оранжевых и желтых светодиодов. Современные тенденции в технологии дисплеев включают разработку еще более эффективных материалов, таких как материалы на основе нитрида галлия (GaN) для более широкого охвата спектра, и интеграцию микро-светодиодов для дисплеев прямого обзора сверхвысокого разрешения. Для одноразрядных и небольших буквенно-цифровых индикаторов тенденция продолжается в сторону миниатюризации, повышения яркости, снижения энергопотребления и улучшения совместимости с бессвинцовыми высокотемпературными процессами оплавления, требуемыми для соответствия RoHS и современным линиям сборки SMT. Использование передовых пластиков и материалов для инкапсуляции также улучшает долгосрочную надежность и устойчивость к таким факторам окружающей среды, как влажность и УФ-излучение.