Техническая спецификация LTC-5685TBZ - Семисегментный синий светодиодный индикатор, высота цифры 0.56 дюйма, прямое напряжение 3.6В

1. Обзор продукта

LTC-5685TBZ представляет собой трёхразрядный семисегментный буквенно-цифровой дисплейный модуль, использующий технологию синих светоизлучающих диодов (LED). Он предназначен для применений, требующих чёткого и яркого цифрового отображения. Устройство имеет чёрный лицевой экран с белыми рассеивателями сегментов, обеспечивающий высокую контрастность для отличной читаемости символов. Основная конструкция включает эпитаксиальные слои InGaN (нитрид индия-галлия), выращенные на сапфировой подложке, что является стандартом для производства синих светодиодов. Эта твердотельная конструкция предлагает преимущества по надёжности по сравнению с другими технологиями отображения.

1.1 Ключевые особенности и идентификация устройства

Дисплей предлагает несколько явных преимуществ для интеграции в электронные системы. Его высота цифры 0.56 дюйма (14.22 мм) обеспечивает баланс между видимостью и компактностью, что подходит для панельных приборов, измерительной аппаратуры и бытовой электроники. Устройство работает с низким энергопотреблением, способствуя энергоэффективным конструкциям. Высокая яркость в сочетании с чёрным экраном обеспечивает высокий коэффициент контрастности, делая цифры легко читаемыми даже при ярком освещении. Угол обзора широкий, что позволяет чётко видеть дисплей с различных позиций. Компоненты сортируются по световой интенсивности, то есть светодиоды калибруются и группируются для обеспечения одинакового уровня яркости между производственными партиями, что критически важно для равномерного вида многоразрядных индикаторов. Кроме того, корпус соответствует стандартам бессвинцовой пайки согласно директивам RoHS.

Конкретный номер детали, LTC-5685TBZ, идентифицирует это устройство как имеющее конфигурацию с общим анодом и десятичной точкой справа. Суффикс "TBZ" обычно обозначает цвет (синий) и конкретный тип корпуса или набор функций.

2. Механическая информация и данные о корпусе

Физические размеры дисплея критически важны для разводки печатной платы (PCB) и проектирования корпуса. Хотя точный чертёж с размерами приведён в оригинальном документе, здесь указаны ключевые допуски и примечания по сборке. Все основные размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0.25 мм, если не указано иное. Для монтажа на печатную плату рекомендуется диаметр отверстия для выводов 1.00 мм. Концы выводов имеют допуск на позиционное смещение ±0.40 мм, который разработчики должны учитывать при проектировании контактных площадок. Также определены параметры контроля качества, ограничивающие наличие посторонних материалов, пузырей в области сегментов и загрязнений поверхности чернилами до 10 мил (примерно 0.254 мм) каждый.

3. Электрическая конфигурация и распиновка

3.1 Внутренняя принципиальная схема

Внутренняя схема раскрывает электрическую структуру дисплея. Каждый сегмент (от A до G и десятичная точка для каждого разряда) образован одним или несколькими синими светодиодными кристаллами. Критическим компонентом в схеме является стабилитрон, подключённый параллельно светодиодным кристаллам. Этот диод служит защитным элементом, помогая ограничивать переходные скачки напряжения и обеспечивая определённую защиту от электростатического разряда (ESD), что соответствует указанному высокому порогу ESD. Светодиодные кристаллы характеризуются доминирующей длиной волны (λd) 470 нм, что помещает излучение в синюю область видимого спектра.

3.2 Назначение выводов

Устройство имеет 11 выводов в однорядной конфигурации. Распиновка следующая:
Вывод 1: Катод для Разряда 1, Сегмент A и Десятичная точка
Вывод 2: Катод для Разряда 2, Сегмент B
Вывод 3: Катод для Разряда 3, Сегмент C
Вывод 4: Катод для Разряда 4, Сегмент D
Вывод 5: Катод для Разряда 1, Сегмент E
Вывод 6: Катод для Разряда 2, Сегмент F
Вывод 7: Катод для Сегмента G (общий для всех разрядов, но управляется через выбор анода)
Вывод 8: Общий Анод для Разряда 4
Вывод 9: Общий Анод для Разряда 3
Вывод 10: Общий Анод для Разряда 2
Вывод 11: Общий Анод для Разряда 1
Эта конфигурация с общим анодом означает, что для включения сегмента соответствующий катодный вывод должен быть переведён в низкий уровень (заземлён), в то время как анод нужного разряда переводится в высокий уровень. Для независимого управления тремя разрядами используется мультиплексирование путём последовательного включения анода каждого разряда при подаче данных сегментов для этого разряда на катодные линии.

4. Абсолютные максимальные и рабочие предельные значения

Эти значения определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Они не предназначены для нормальной работы.
Рассеиваемая мощность:Максимальная рассеиваемая мощность на один светодиодный кристалл составляет 70 мВт. Превышение этого значения может привести к перегреву и быстрой деградации.
Прямой ток:Номинальный непрерывный прямой ток на сегмент составляет 20 мА при 25°C. Этот номинал линейно снижается выше 25°C со скоростью 0.21 мА/°C. Например, при 85°C максимальный непрерывный ток будет ниже. Пиковый прямой ток 100 мА допускается в импульсном режиме (скважность 15%, длительность импульса 0.1 мс), что полезно для мультиплексирования или достижения более высокой мгновенной яркости.
Температурный диапазон:Устройство может работать и храниться в температурном диапазоне от -35°C до +85°C.
Электростатический разряд (ESD):Порог ESD по модели человеческого тела (HBM) составляет 8000 В, что указывает на хорошую встроенную защиту, но всё равно необходимы правильные процедуры обращения с ESD.
Пайка:Устройство выдерживает волновую или конвекционную пайку при условии, что температура корпуса не превышает максимального номинала во время сборки. Конкретная рекомендация: пайка в течение 3 секунд при 260°C, измеренная на расстоянии 1/16 дюйма (≈1.59 мм) ниже плоскости установки.

5. Электрические и оптические характеристики

Эти параметры измерены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C и определяют типичные характеристики в нормальных рабочих условиях.

5.1 Постоянные характеристики

Световая интенсивность (I_V):Средняя световая интенсивность на сегмент составляет от 5400 мккд (минимум) до 9000 мккд (типично) при прямом токе (I_F) 10 мА. Это мера воспринимаемой человеческим глазом яркости, измеренная с фильтром, соответствующим кривой фотопической чувствительности CIE.
Прямое напряжение (V_F):Падение напряжения на сегменте при токе 20 мА составляет типично 3.6 В, минимум 3.3 В. Этот параметр критически важен для проектирования источника питания схемы управления и токоограничивающих резисторов.
Обратный ток (I_R):При приложении обратного напряжения (V_R) 5 В ток утечки составляет максимум 100 мкА. В спецификации явно указано, что это условие обратного напряжения предназначено только для тестирования, и устройство не должно работать непрерывно в режиме обратного смещения.

5.2 Спектральные характеристики

Пиковая длина волны (λ_p):Длина волны, на которой интенсивность излучения максимальна, составляет 468 нм (при I_F=20мА).
Доминирующая длина волны (λ_d):Это длина волны одного монохроматического источника, который создаёт такое же цветовое восприятие, как и широкий спектр светодиода. Она находится в диапазоне от 470 нм до 475 нм.
Полуширина спектра (Δλ):Это ширина спектра излучения на половине его максимальной интенсивности, типично 15 нм. Более узкая полуширина указывает на более спектрально чистый цвет.

5.3 Согласование и сортировка

Коэффициент согласования световой интенсивности:Для сегментов в пределах "области сходного света" отношение самого яркого сегмента к самому тусклому не должно превышать 2:1 при измерении на низком токе 1 мА. Эта спецификация в сочетании с заводским процессом сортировки обеспечивает визуальную однородность всех сегментов дисплея.

6. Рекомендации и предостережения по применению

Этот раздел содержит критически важную информацию для надёжной интеграции дисплея в конечный продукт.

6.1 Соображения по проектированию и использованию

Предназначение:Дисплей предназначен для стандартной коммерческой и промышленной электроники. Он не сертифицирован для критически важных для безопасности применений (авиация, медицинское жизнеобеспечение и т.д.) без предварительной консультации и оценки.
Метод управления:Настоятельно рекомендуется использовать управление постоянным током вместо управления постоянным напряжением. Это обеспечивает стабильную яркость и защищает светодиоды от теплового разгона, поскольку прямое напряжение светодиодов уменьшается с ростом температуры. Схема управления должна быть спроектирована с учётом всего диапазона V_F(от 3.3В до 3.6В), чтобы гарантировать постоянную подачу целевого тока управления.
Снижение номинального тока:Рабочий ток должен выбираться на основе максимальной ожидаемой температуры окружающей среды в приложении, с учётом снижения номинала, указанного в абсолютных максимальных значениях.
Защита от обратного напряжения:Конструкция схемы должна активно предотвращать приложение обратного смещения или больших переходных напряжений во время включения/выключения питания, так как это может вызвать миграцию металла и привести к увеличению утечки или короткому замыканию.
Тепловые и экологические условия:Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию на дисплее. Не прикладывайте механическое усилие к корпусу дисплея во время сборки.
Оптическая однородность:При использовании нескольких дисплеев в одной сборке рекомендуется использовать устройства из одной производственной партии (бина), чтобы избежать заметных различий в оттенке или яркости.
Тестирование:Если конечный продукт требует, чтобы дисплей проходил испытания на падение или вибрацию, конкретные условия должны быть предоставлены для оценки, поскольку механические нагрузки могут повлиять на внутренние соединения.

6.2 Условия хранения и обращения

Для длительного хранения продукт должен оставаться в оригинальной упаковке. Рекомендуемая среда хранения: температурный диапазон от 5°C до 30°C и относительная влажность ниже 60%. Хранение вне этих условий, особенно при высокой влажности, может привести к окислению выводов компонента, что может потребовать повторной обработки перед использованием и повлиять на паяемость. Поэтому рекомендуется управлять запасами, чтобы избежать длительного хранения, и своевременно использовать компоненты.

7. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики приведены в спецификации, типичные кривые для таких светодиодов включают:
Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика):Эта экспоненциальная кривая показывает зависимость тока через светодиод от напряжения на нём. Она подчёркивает необходимость ограничения тока.
Световая интенсивность в зависимости от прямого тока:Эта кривая, как правило, линейна при низких токах, но может насыщаться при высоких токах из-за тепловых эффектов. Она помогает разработчикам выбрать рабочую точку для желаемой яркости и эффективности.
Световая интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Это показывает снижение светового потока с ростом температуры перехода, подчёркивая важность теплового управления.
Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик около 468 нм и полуширину около 15 нм, подтверждающий синие цветовые характеристики.

8. Типичные сценарии применения

LTC-5685TBZ хорошо подходит для различных применений, требующих чёткого и надёжного цифрового отображения. К ним относятся:
• Цифровые панельные приборы для отображения напряжения, тока или температуры.
• Оборудование для точек продаж и кассовые аппараты.
• Промышленные панели управления и таймеры.
• Контрольно-измерительное оборудование.
• Бытовые приборы, такие как микроволновые печи, аудиоусилители или радиобудильники.
Его синий цвет предлагает современную эстетику и может быть более щадящим для глаз в условиях слабого освещения по сравнению с очень яркими зелёными или красными дисплеями.

9. Соображения по проектированию и сравнение

При выборе этого дисплея разработчики должны учитывать его конфигурацию с общим анодом, которая может потребовать других микросхем драйверов или конфигурации портов микроконтроллера по сравнению с типами с общим катодом. Типичное прямое напряжение 3.6 В означает, что обычно используется напряжение питания не менее 5 В, чтобы учесть падение на токоограничивающем резисторе и схеме драйвера. По сравнению со старыми технологиями, такими как вакуумно-люминесцентные дисплеи (VFD) или более простые ламповые индикаторы, этот светодиодный дисплей предлагает более низкое энергопотребление, больший срок службы и лучшую устойчивость к ударам и вибрации. По сравнению с ЖК-дисплеями он обеспечивает превосходную яркость и углы обзора без необходимости подсветки, хотя может потреблять больше энергии, если одновременно включено много сегментов.