Техническая документация на светодиодный индикатор LTC-5689KY - Высота цифры 0.56 дюйма - Янтарно-желтый - Прямое напряжение 2.6В - Рассеиваемая мощность 70мВт

1. Обзор продукта

LTC-5689KY — это высокопроизводительный трехразрядный семисегментный светодиодный индикаторный модуль, предназначенный для применений, требующих четкого и яркого числового отображения. Его основная функция — обеспечение визуального числового вывода в электронных устройствах, таких как измерительные приборы, промышленные панели управления, испытательное оборудование и бытовая техника.

Ключевое преимущество данного индикатора заключается в использовании технологии светодиодов AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для сегментов. Данный материал известен высокой эффективностью излучения в янтарно-желтом спектре, обеспечивая превосходную яркость и отличную видимость. Устройство имеет черный корпус с белыми сегментами, что создает высококонтрастное изображение, улучшающее читаемость, особенно при различном внешнем освещении. Непрерывные и однородные сегменты гарантируют чистый и профессиональный вид символов.

Целевой рынок включает разработчиков и инженеров, работающих над устройствами, где критически важны энергоэффективность, надежность и четкая визуальная коммуникация. Классифицированная сила света, а также бессвинцовый корпус, соответствующий директиве RoHS, делают его подходящим для современных экологичных электронных конструкций.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики являются центральными для функциональности индикатора. При стандартном испытательном токе 1 мА средняя сила света на сегмент имеет типичное значение 2222 мккд (микроканделы), с минимальным заданным значением 800 мккд. Такой высокий уровень яркости обеспечивает легкую видимость цифр. Излучаемый свет характеризуется пиковой длиной волны (λp) и доминирующей длиной волны (λd) 595 нм, что помещает его в янтарно-желтую область видимого спектра. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 15 нм, что указывает на относительно чистый цвет с минимальным разбросом в соседние длины волн. Соответствие силы света между сегментами задано соотношением 2:1 или лучше, что обеспечивает равномерную яркость по всему индикатору для единообразного вида.

2.2 Электрические параметры и предельные значения

Понимание электрических пределов критически важно для надежной работы. Абсолютные максимальные параметры определяют границы эксплуатации:

• Рассеиваемая мощность на сегмент:максимум 70 мВт.
• Постоянный прямой ток на сегмент (I_F):максимум 25 мА.
• Пиковый прямой ток на сегмент:максимум 60 мА, применимо в импульсных режимах (1 кГц, скважность 10%).
• Снижение прямого тока:Требуется при температуре выше 25°C со скоростью 0.33 мА/°C. Это критически важно для управления температурным режимом.
• Прямое напряжение на сегмент (V_F):Обычно 2.6 В при I_F= 20 мА, максимум 2.6 В. Минимум составляет 2.05 В.
• Обратное напряжение (V_R):Максимум 5 В. Превышение этого значения может повредить светодиодный переход.
• Обратный ток (I_R):Максимум 100 мкА при V_R= 5 В.

2.3 Тепловые и экологические характеристики

Устройство рассчитано на рабочий температурный диапазон от -35°C до +105°C и идентичный диапазон температур хранения. Такой широкий диапазон делает его пригодным для работы в жестких условиях. Параметр температуры пайки критически важен для сборки: компонент может выдерживать 260°C в течение 3 секунд в точке на 1/16 дюйма ниже плоскости установки. Соблюдение этого профиля необходимо для предотвращения повреждений в процессе пайки оплавлением.

3. Система сортировки и классификации

В технической документации явно указано, что устройство \"Классифицировано по силе света\". Это означает, что светодиоды тестируются и сортируются (биннинг) на основе измеренной светоотдачи в стандартных условиях испытаний. Этот процесс гарантирует, что разработчики получают компоненты с согласованными уровнями яркости, что жизненно важно для применений, где несколько индикаторов используются рядом или требуется определенная минимальная яркость. Хотя конкретные коды сортировки в данном отрывке не детализированы, типичное (2222 мккд) и минимальное (800 мккд) значения задают диапазон производительности.

4. Анализ характеристических кривых

В технической документации упоминаются \"Типичные электрические / оптические характеристические кривые\", которые необходимы для детальной проектной работы. Хотя конкретные графики в тексте не приведены, такие кривые обычно включают:

• Прямой ток (I_F) в зависимости от прямого напряжения (V_F):Показывает нелинейную зависимость, помогая проектировать схему ограничения тока.
• Сила света (I_V) в зависимости от прямого тока (I_F):Иллюстрирует, как светоотдача увеличивается с током, помогая в калибровке яркости и расчетах эффективности.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует снижение светоотдачи при повышении температуры, что важно для применений при высоких температурах.
• Спектральное распределение:График, показывающий относительную интенсивность по длинам волн, подтверждающий пик на 595 нм и полуширину 15 нм.

Разработчикам следует обратиться к полной технической документации от производителя для получения этих графиков, чтобы выполнить точные расчеты для своих конкретных рабочих условий.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Физические размеры и чертеж

Высота цифры индикатора составляет 0.56 дюйма (14.2 мм). Габаритные размеры корпуса приведены на чертеже, все единицы измерения указаны в миллиметрах. Ключевые допуски составляют ±0.25 мм, если не указано иное, а допуск смещения кончика вывода составляет +0.4 мм. Эта информация критически важна для проектирования посадочного места на печатной плате (ПП), обеспечивая правильную установку и выравнивание при сборке.

5.2 Распиновка и идентификация полярности

Устройство использует 14-выводный корпус DIP (Dual In-line Package). Оно сконфигурировано какмультиплексированный индикатор с общим анодом. Это означает, что аноды светодиодов для каждой цифры соединены вместе внутри (общие), в то время как катоды для каждого сегмента (A-G, DP) являются общими для всех цифр. Приведена таблица соединений выводов:

• Выводы 1-7: Катоды для сегментов A, B, C, D, E, F, G соответственно.
• Вывод 8: Общий катод для трех десятичных точек (DP1, DP2, DP3).
• Выводы 9, 10, 11: Общие аноды для Цифры 3, Цифры 2 и Цифры 1 соответственно.
• Вывод 12: Общий анод для двух правых десятичных точек (DP4, DP5).
• Выводы 13, 14: Катоды для DP5 и DP4 соответственно.

Внутренняя принципиальная схема визуально подтверждает эту мультиплексированную конфигурацию, показывая три набора семисегментных светодиодов с анодами, подключенными к линиям цифр, и катодами, подключенными к линиям сегментов.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Как компонент для монтажа в отверстия, основным методом сборки является волновая пайка или ручная пайка. Критическим параметром является максимальный температурный профиль пайки: 260°C в течение 3 секунд, измеренный на расстоянии 1.6 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки. Во время сборки температура самого корпуса компонента не должна превышать максимальную температуру хранения 105°C. Рекомендуется правильное обращение, чтобы избежать механических нагрузок на выводы и эпоксидный корпус. Компоненты следует хранить в оригинальных влагозащищенных пакетах в контролируемой среде до использования.

7. Упаковка и информация для заказа

Номер детали — LTC-5689KY. Суффикс \"KY\", вероятно, обозначает цвет (янтарно-желтый) и, возможно, другие специфические атрибуты. Устройство описывается как \"AlInGaP янтарно-желтый мультиплексированный индикатор с общим анодом и правыми десятичными точками\". Стандартная упаковка для таких DIP-компонентов обычно представляет собой антистатические трубки или лотки. Разработчикам следует уточнять точное количество в упаковке (например, 50 штук в трубке) у дистрибьютора или производителя.

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

8.1 Типичные сценарии применения

• Контрольно-измерительное оборудование:Цифровые мультиметры, частотомеры, источники питания.
• Промышленные системы управления:Панельные измерители для отображения температуры, давления, скорости или счетчиков.
• Бытовая техника:Микроволновые печи, аудиоаппаратура, старые модели часов/таймеров.
• Автомобильная вторичная продукция:Приборы и индикаторы, где требуется высокая яркость.

8.2 Критические замечания по проектированию

1. Схема управления:Будучи мультиплексированным индикатором с общим анодом, он требует микросхемы драйвера или микроконтроллера, способного потреблять ток (для управления катодами сегментов) и отдавать ток (для управления анодами цифр). Обязательны правильные токоограничивающие резисторы для каждой линии катода сегмента.
2. Мультиплексирование:Цифры загораются по одной в быстрой последовательности. Частота обновления должна быть достаточно высокой (обычно >60 Гц), чтобы избежать видимого мерцания. Скважность определяет воспринимаемую яркость; пиковый ток может быть выше номинального постоянного тока согласно технической документации.
3. Тепловое управление:Соблюдайте кривую снижения прямого тока при температуре выше 25°C. В условиях высокой температуры окружающей среды уменьшите рабочий ток, чтобы оставаться в пределах рассеиваемой мощности.
4. Угол обзора:Широкий угол обзора является преимуществом, но компоновка ПП должна располагать индикатор для оптимальной видимости пользователем.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми желтыми светодиодами на основе GaP (фосфид галлия) или стандартными GaAsP (фосфид арсенида галлия), технология AlInGaP в LTC-5689KY предлагает значительно более высокую световую эффективность и яркость. Это обеспечивает лучшую видимость в ярких условиях или на больших расстояниях при том же токе управления. Конструкция с черным корпусом и белыми сегментами обеспечивает более высокую контрастность по сравнению с полностью рассеивающими корпусами. По сравнению с современными семисегментными индикаторами для поверхностного монтажа (SMD), эта версия для монтажа в отверстия проще для прототипирования и может быть предпочтительна для применений, требующих повышенной устойчивости к вибрациям или возможности ручного ремонта.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Для чего нужен параметр пикового прямого тока (60 мА при 1 кГц, скважность 10%)?

О: Этот параметр позволяет подавать на светодиод импульсы с более высоким током во время мультиплексирования для достижения более высокой воспринимаемой яркости. Поскольку каждая цифра включена лишь часть времени (например, скважность 1/3 для 3 цифр), средняя мощность и тепловыделение остаются в пределах нормы, в то время как мгновенная светоотдача становится ярче.

В: Как рассчитать номинал токоограничивающего резистора?

О: Используйте закон Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Для питания 5 В, типичного V_F2.6 В и желаемого I_F20 мА: R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ом. Всегда используйте максимальное V_Fиз технической документации для консервативного проектирования, чтобы гарантировать, что ток не превысит пределы.

В: Могу ли я управлять этим индикатором без мультиплексирования?

О: Да, но это неэффективно. Вам потребуется подключить общий анод каждой цифры к V_{питания}и независимо управлять каждым катодом сегмента для всех трех цифр одновременно. Это требует гораздо больше выводов микроконтроллера или каналов драйвера (7 сегментов x 3 цифры = 21 линия против 7+3=10 линий при мультиплексировании).

11. Практический пример проектирования и использования

Рассмотрим проектирование простого трехразрядного вольтметра. Микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) считывает напряжение. Прошивка масштабирует это значение и определяет, какие сегменты зажечь для каждой цифры (сотни, десятки, единицы). Затем она использует процедуру мультиплексирования: устанавливает паттерн сегментов на катодных выводах 1-7 и 8/13/14 для десятичных точек, затем включает анод для Цифры 1 (вывод 11) на несколько миллисекунд. Затем она меняет паттерн сегментов для следующего числа и включает анод Цифры 2 (вывод 10) и так далее, циклически повторяя процесс. Токоограничивающие резисторы включены последовательно с каждой из 7 основных линий катодов сегментов (выводы 1-7). Яркость можно регулировать, изменяя скважность или номинал токоограничивающих резисторов в пределах заданных пределов.

12. Введение в технический принцип

Семисегментный индикатор представляет собой сборку светодиодов, расположенных в форме восьмерки. Избирательно зажигая определенные сегменты (обозначенные от A до G), можно сформировать любую цифру от 0 до 9. LTC-5689KY содержит три таких цифровых сборки в одном корпусе. Мультиплексирование — это техника, при которой эти цифры используют один и тот же набор линий управления сегментами. В любой момент времени включена только одна цифра, но, быстро переключаясь между ними, человеческий глаз воспринимает все цифры как постоянно горящие. Это значительно сокращает количество необходимых управляющих выводов и энергопотребление. Используемый полупроводниковый материал AlInGaP излучает свет, когда электроны рекомбинируют с дырками через запрещенную зону материала, которая спроектирована так, чтобы соответствовать фотонам с длиной волны примерно 595 нм (янтарно-желтый).

13. Отраслевые тренды и разработки

Тренд в технологии отображения сильно смещен в сторону компонентов для поверхностного монтажа (SMD) для автоматизированной сборки, более высокой плотности и низкопрофильных конструкций. Хотя индикаторы для монтажа в отверстия, такие как LTC-5689KY, остаются важными для надежности, ремонтопригодности и определенных промышленных применений, новые разработки часто выбирают SMD семисегментные модули или, все чаще, точечно-матричные OLED- или LCD-дисплеи, которые предлагают буквенно-цифровые и графические возможности. Однако для чистого числового вывода, где ключевыми являются экстремальная яркость, широкий температурный диапазон и простота, светодиодные семисегментные индикаторы, особенно те, которые используют эффективные материалы, такие как AlInGaP, продолжают занимать стабильную рыночную позицию. Разработки сосредоточены на повышении эффективности (люмен на ватт), улучшении коэффициентов контрастности и обеспечении более широких углов обзора в меньших форм-факторах.