Техническая документация на светодиодный индикатор LTC-5689KD - Высота цифры 0.56 дюйма - Гиперкрасный (650 нм) - Прямое напряжение 2.6 В - Рассеиваемая мощность 70 мВт

1. Обзор изделия

LTC-5689KD — это высокопроизводительный трёхразрядный семисегментный светодиодный индикаторный модуль, предназначенный для применений, требующих чёткого числового отображения. Он характеризуется высотой цифры 0.56 дюйма (14.2 мм), обеспечивающей отличную видимость. Индикатор использует передовые HYPER RED светодиодные кристаллы на основе AlInGaP (фосфида алюминия-индия-галлия), выращенные на подложке из арсенида галлия. Эта технология выбрана благодаря своей высокой эффективности и превосходной чистоте цвета в красном спектре. Устройство имеет высококонтрастный вид с чёрным фоном и белыми сегментами, что улучшает читаемость при различном освещении. Оно классифицировано по световой силе и поставляется в бессвинцовом корпусе, соответствующем директивам RoHS, что делает его подходящим для современных электронных конструкций с учётом экологических требований.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

LTC-5689KD предлагает несколько явных преимуществ, делающих его надёжным выбором для разработчиков:

• Оптические характеристики:Обеспечивает высокую яркость и высокую контрастность, гарантируя лёгкую читаемость дисплея. Обладает широким углом обзора, что делает его подходящим для применений, где наблюдатель может находиться не прямо перед индикатором.
• Энергоэффективность:Имеет низкое энергопотребление, что выгодно для устройств с питанием от батарей или с учётом энергосбережения.
• Эстетика и качество изготовления:Характеризуется непрерывными однородными сегментами, способствующими отличному внешнему виду символов без визуальных разрывов или промежутков в светящихся сегментах. Твердотельная конструкция обеспечивает высокую надёжность и длительный срок службы.
• Гибкость проектирования:Мультиплексная конфигурация с общим анодом упрощает схемы управления для многоразрядных индикаторов, сокращая количество требуемых выводов ввода-вывода микроконтроллера.
• Гарантия качества:Устройства классифицированы (рассортированы) по световой силе, что позволяет согласовывать яркость при использовании нескольких индикаторов в одной сборке.

2. Подробный разбор технических характеристик

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа индикатора в таких условиях не рекомендуется.

• Рассеиваемая мощность на сегмент:Максимум 70 мВт.
• Пиковый прямой ток на сегмент:90 мА (при импульсных условиях: скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
• Постоянный прямой ток на сегмент:25 мА при 25°C. Этот параметр линейно снижается на 0.28 мА/°C при повышении температуры окружающей среды выше 25°C.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -35°C до +105°C.
• Условия пайки:Устройство выдерживает пайку при 260°C в течение 3 секунд, измеренную на расстоянии 1/16 дюйма (приблизительно 1.6 мм) ниже плоскости установки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры, измеренные при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Средняя сила света (Iv):Диапазон от 320 мккд (минимум) до 1250 мккд (максимум), с указанием типичного значения, при прямом токе (IF) 1 мА.
• Пиковая длина волны излучения (λp):650 нм (при IF=20мА). Это определяет цветовую точку HYPER RED излучения.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм (при IF=20мА), что указывает на спектральную чистоту.
• Доминирующая длина волны (λd):639 нм (при IF=20мА).
• Прямое напряжение на кристалл (VF):Обычно 2.60 В, с диапазоном от 2.10 В до 2.60 В при IF=20мА. Конструкция схемы должна учитывать это изменение.
• Обратный ток на сегмент (IR):Максимум 100 мкА при приложенном обратном напряжении (VR) 5 В. Этот параметр предназначен только для целей тестирования; работа в режиме постоянного обратного смещения запрещена.
• Коэффициент согласования силы света:Максимум 2:1 для сегментов в пределах аналогичной световой области при IF=1мА, обеспечивая однородность.
• Перекрёстные помехи:Спецификация составляет менее 1.0%, минимизируя нежелательное свечение соседних сегментов.

3. Механическая информация и информация о корпусе

3.1 Габаритные размеры и допуски

Механический чертёж предоставляет критические размеры для разводки печатной платы и проектирования корпуса. Все основные размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0.25 мм, если не указано иное. Ключевые примечания для сборки включают: посторонний материал или пузыри на сегменте не должны превышать 10 мил; изгиб отражателя должен быть менее 1% от его длины; загрязнение поверхности чернилами должно быть менее 20 мил. Допуск смещения кончика вывода составляет ±0.4 мм. Для надёжной пайки рекомендуется диаметр отверстия на печатной плате 1.0 мм.

3.2 Конфигурация выводов и внутренняя схема

Индикатор имеет 14-выводную конфигурацию. Это мультиплексный тип с общим анодом. Распиновка следующая: Выводы 1-7 являются катодами для сегментов A-G соответственно. Вывод 8 — общий катод для десятичных точек DP1, DP2 и DP3. Выводы 9, 10 и 11 являются общими анодами для разрядов 3, 2 и 1 соответственно. Вывод 12 — общий анод для десятичных точек DP4 и DP5. Выводы 13 и 14 являются катодами для DP5 и DP4 соответственно. Внутренняя схема ясно показывает, как соединены три разряда и пять десятичных точек, что необходимо для разработки правильной последовательности мультиплексного управления.

4. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

4.1 Критические предостережения при применении

Соблюдение этих рекомендаций крайне важно для надёжной работы:

• Рабочие пределы:Никогда не превышайте предельно допустимые параметры по току, мощности или температуре, так как это вызовет сильную деградацию светового потока или катастрофический отказ.
• Проектирование схемы управления:Настоятельно рекомендуется управление постоянным током для поддержания стабильной яркости и долговечности. Схема должна быть спроектирована с учётом всего диапазона указанного прямого напряжения (VF). Защита от обратных напряжений и переходных всплесков при включении/выключении питания обязательна для предотвращения повреждений.
• Тепловой режим:Ток управления должен быть снижен в зависимости от максимальной температуры окружающей среды в условиях применения для предотвращения перегрева.
• Факторы окружающей среды:Избегайте быстрых перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию на индикаторе. Не прикладывайте механическое усилие к корпусу индикатора во время сборки.
• Использование с накладками:Если печатная/паттерн-плёнка наносится с помощью клея чувствительного к давлению, избегайте её прямого прижатия к передней панели, так как внешнее усилие может вызвать её смещение.
• Согласование нескольких индикаторов:Для сборок, использующих два или более индикаторов, выбирайте устройства из одной группы (бина) по силе света, чтобы обеспечить однородный внешний вид.
• Механические испытания на прочность:Если конечный продукт требует испытаний на удар или вибрацию, условия должны быть оценены заранее, чтобы обеспечить совместимость индикатора.

4.2 Условия хранения

Правильное хранение сохраняет паяемость и производительность индикатора. Рекомендуемые условия хранения, пока продукт находится в оригинальной влагозащитной упаковке: температура от 5°C до 30°C с относительной влажностью ниже 60%. Если эти условия не соблюдаются или если барьерный пакет вскрыт более шести месяцев, выводы могут окислиться. В таких случаях перед использованием может потребоваться повторное покрытие и пересортировка. Рекомендуется управлять запасами, чтобы избежать длительного хранения, и использовать продукты оперативно.

5. Кривые производительности и анализ характеристик

В техническом описании приведены типичные кривые производительности, которые необходимы для детального анализа конструкции. Хотя конкретные графики не воспроизводятся в тексте, они обычно включают:

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (I-V кривая):Показывает зависимость между током управления и падением напряжения на светодиодном кристалле, что важно для проектирования схемы ограничения тока.
• Сила света в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует, как световой выход увеличивается с ростом тока управления, помогая выбрать подходящую рабочую точку для желаемой яркости.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует снижение светового выхода при повышении температуры, что информирует о решениях по тепловому проектированию.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, подтверждающий пиковую и доминирующую длины волн, а также полуширину спектра.

Эти кривые позволяют инженерам прогнозировать производительность в нестандартных условиях (разные токи или температуры) и оптимизировать конструкцию для эффективности и надёжности.

6. Типичные сценарии применения и конструктивные заметки

LTC-5689KD предназначен для обычного электронного оборудования, включая устройства офисной автоматизации, средства связи и бытовую технику. Его чёткое числовое отображение делает его подходящим для:

• Контрольно-измерительного оборудования (мультиметры, источники питания).
• Панелей промышленного управления и таймеров.
• Потребительской техники, такой как микроволновые печи, аудио-ресиверы или системы климат-контроля.
• Торговых терминалов и информационных табло.

Конструктивная заметка:Для применений, требующих исключительной надёжности, где отказ может повлиять на безопасность (например, авиация, медицинские приборы, средства управления транспортом), необходима предварительная консультация для оценки пригодности. Прошивка управляющего микроконтроллера должна реализовывать правильную мультиплексную процедуру, которая последовательно подаёт питание на общие аноды (выводы 9, 10, 11, 12), одновременно подтягивая соответствующие катоды сегментов к низкому уровню для подсветки нужных сегментов каждого разряда. Эффект инерции зрения создаёт иллюзию непрерывного свечения всех цифр.

7. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями, такими как стандартные красные светодиоды на основе GaAsP или GaP, кристаллы AlInGaP HYPER RED в LTC-5689KD предлагают значительно более высокую световую отдачу, что приводит к большей яркости при том же токе управления. Цвет — более глубокий, насыщенный красный (пик 650 нм) по сравнению с оранжево-красным стандартных красных светодиодов. Мультиплексная конструкция с общим анодом является ключевым отличием от индикаторов со статическим управлением, предлагая значительное сокращение требуемых выводов драйвера (с 26+ для статического управления до 14 для мультиплексного), упрощая разводку печатной платы и снижая требования к ресурсам микроконтроллера, хотя и за счёт необходимости специальной процедуры сканирующего управления.

8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какова цель классификации (бининга) по силе света?

О: Классификация обеспечивает однородность. Когда несколько индикаторов используются рядом, выбор из одного бина гарантирует минимальную видимую разницу в яркости между устройствами, создавая профессиональный, единообразный внешний вид.

В: Почему рекомендуется управление постоянным током, а не постоянным напряжением?

О: Прямое напряжение светодиода (VF) имеет допуск (например, от 2.1 В до 2.6 В). Источник постоянного напряжения вызвал бы значительное изменение тока (и, следовательно, яркости) от одного сегмента или индикатора к другому. Источник постоянного тока обеспечивает одинаковый ток независимо от вариаций VF, гарантируя равномерную яркость.

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

О: Нет. Вы должны использовать токоограничивающий резистор или, предпочтительно, специализированную микросхему драйвера постоянного тока. Прямое подключение вывода 5 В к катоду сегмента (при подаче питания на анод), скорее всего, превысит абсолютный максимальный постоянный ток (25 мА) и разрушит светодиод. Значение резистора должно быть рассчитано на основе напряжения питания, VF светодиода и желаемого прямого тока (IF).

В: Что означает \"линейное снижение от 25°C\" для постоянного прямого тока?

О: Это означает, что на каждый градус Цельсия повышения температуры окружающей среды выше 25°C максимально допустимый постоянный ток уменьшается на 0.28 мА. Например, при 50°C (на 25°C выше) максимальный ток составит 25 мА - (25 * 0.28 мА) = 25 мА - 7 мА = 18 мА на сегмент.

Терминология спецификаций LED

Полное объяснение технических терминов LED

Фотоэлектрическая производительность

Термин	Единица/Обозначение	Простое объяснение	Почему важно
Световая отдача	лм/Вт (люмен на ватт)	Световой выход на ватт электроэнергии, выше означает более энергоэффективный.	Прямо определяет класс энергоэффективности и стоимость электроэнергии.
Световой поток	лм (люмен)	Общий свет, излучаемый источником, обычно называется "яркостью".	Определяет, достаточно ли свет яркий.
Угол обзора	° (градусы), напр., 120°	Угол, где интенсивность света падает наполовину, определяет ширину луча.	Влияет на диапазон освещения и равномерность.
Цветовая температура	K (Кельвин), напр., 2700K/6500K	Теплота/холодность света, низкие значения желтоватые/теплые, высокие беловатые/холодные.	Определяет атмосферу освещения и подходящие сценарии.
Индекс цветопередачи	Безразмерный, 0–100	Способность точно передавать цвета объектов, Ra≥80 хорошо.	Влияет на аутентичность цвета, используется в местах с высоким спросом, таких как торговые центры, музеи.
Допуск по цвету	Шаги эллипса МакАдама, напр., "5-шаговый"	Метрика постоянства цвета, меньшие шаги означают более постоянный цвет.	Обеспечивает равномерный цвет по всей партии светодиодов.
Доминирующая длина волны	нм (нанометры), напр., 620нм (красный)	Длина волны, соответствующая цвету цветных светодиодов.	Определяет оттенок красных, желтых, зеленых монохромных светодиодов.
Спектральное распределение	Кривая длина волны против интенсивности	Показывает распределение интенсивности по длинам волн.	Влияет на цветопередачу и качество цвета.

Электрические параметры

Термин	Обозначение	Простое объяснение	Соображения по проектированию
Прямое напряжение	Vf	Минимальное напряжение для включения светодиода, как "порог запуска".	Напряжение драйвера должно быть ≥Vf, напряжения складываются для последовательных светодиодов.
Прямой ток	If	Значение тока для нормальной работы светодиода.	Обычно постоянный ток, ток определяет яркость и срок службы.
Максимальный импульсный ток	Ifp	Пиковый ток, допустимый в течение коротких периодов, используется для диммирования или вспышек.	Ширина импульса и коэффициент заполнения должны строго контролироваться, чтобы избежать повреждения.
Обратное напряжение	Vr	Максимальное обратное напряжение, которое светодиод может выдержать, сверх может вызвать пробой.	Схема должна предотвращать обратное соединение или скачки напряжения.
Тепловое сопротивление	Rth (°C/W)	Сопротивление теплопередаче от чипа к припою, ниже лучше.	Высокое тепловое сопротивление требует более сильного рассеивания тепла.
Устойчивость к ЭСР	В (HBM), напр., 1000В	Способность выдерживать электростатический разряд, выше означает менее уязвимый.	В производстве необходимы антистатические меры, особенно для чувствительных светодиодов.

Тепловой менеджмент и надежность

Термин	Ключевой показатель	Простое объяснение	Влияние
Температура перехода	Tj (°C)	Фактическая рабочая температура внутри светодиодного чипа.	Каждое снижение на 10°C может удвоить срок службы; слишком высокая вызывает спад света, смещение цвета.
Спад светового потока	L70 / L80 (часов)	Время, за которое яркость падает до 70% или 80% от начальной.	Прямо определяет "срок службы" светодиода.
Поддержание светового потока	% (напр., 70%)	Процент яркости, сохраняемый после времени.	Указывает на сохранение яркости при долгосрочном использовании.
Смещение цвета	Δu′v′ или эллипс МакАдама	Степень изменения цвета во время использования.	Влияет на постоянство цвета в сценах освещения.
Термическое старение	Деградация материала	Ухудшение из-за длительной высокой температуры.	Может вызвать падение яркости, изменение цвета или отказ разомкнутой цепи.

Упаковка и материалы

Термин	Распространенные типы	Простое объяснение	Особенности и применение
Тип корпуса	EMC, PPA, Керамика	Материал корпуса, защищающий чип, обеспечивающий оптический/тепловой интерфейс.	EMC: хорошая термостойкость, низкая стоимость; Керамика: лучшее рассеивание тепла, более длительный срок службы.
Структура чипа	Фронтальный, Flip Chip	Расположение электродов чипа.	Flip chip: лучшее рассеивание тепла, более высокая эффективность, для высокой мощности.
Фосфорное покрытие	YAG, Силикат, Нитрид	Покрывает синий чип, преобразует часть в желтый/красный, смешивает в белый.	Различные фосфоры влияют на эффективность, CCT и CRI.
Линза/Оптика	Плоская, Микролинза, TIR	Оптическая структура на поверхности, контролирующая распределение света.	Определяет угол обзора и кривую распределения света.

Контроль качества и сортировка

Термин	Содержимое бинов	Простое объяснение	Цель
Бин светового потока	Код, напр. 2G, 2H	Сгруппировано по яркости, каждая группа имеет минимальные/максимальные значения люменов.	Обеспечивает равномерную яркость в той же партии.
Бин напряжения	Код, напр. 6W, 6X	Сгруппировано по диапазону прямого напряжения.	Облегчает согласование драйвера, улучшает эффективность системы.
Бин цвета	5-шаговый эллипс МакАдама	Сгруппировано по цветовым координатам, обеспечивая узкий диапазон.	Гарантирует постоянство цвета, избегает неравномерного цвета внутри устройства.
Бин CCT	2700K, 3000K и т.д.	Сгруппировано по CCT, каждый имеет соответствующий диапазон координат.	Удовлетворяет различным требованиям CCT сцены.

Тестирование и сертификация

Термин	Стандарт/Тест	Простое объяснение	Значение
LM-80	Тест поддержания светового потока	Долгосрочное освещение при постоянной температуре, запись спада яркости.	Используется для оценки срока службы светодиода (с TM-21).
TM-21	Стандарт оценки срока службы	Оценивает срок службы в реальных условиях на основе данных LM-80.	Обеспечивает научный прогноз срока службы.
IESNA	Общество инженеров по освещению	Охватывает оптические, электрические, тепловые методы испытаний.	Признанная отраслью основа для испытаний.
RoHS / REACH	Экологическая сертификация	Гарантирует отсутствие вредных веществ (свинец, ртуть).	Требование доступа на рынок на международном уровне.
ENERGY STAR / DLC	Сертификация энергоэффективности	Сертификация энергоэффективности и производительности для освещения.	Используется в государственных закупках, программах субсидий, повышает конкурентоспособность.