目录
- 1. 产品概述
- 2. 技术规格详解
- 2.1 光学特性
- 2.2 电气特性
- 2.3 绝对最大额定值
- 3. 分档系统说明 规格书指出该器件按发光强度进行了分类。这意味着存在一个基于实测光输出的分档系统。虽然本文档未列出具体的分档代码,但此类系统通常将器件分组到不同的强度范围(例如,高亮度、标准亮度)。这使得设计人员能够根据其应用的具体亮度要求选择器件,确保最终产品显示性能的一致性。设计人员应查阅制造商详细的分档文档以获取精确的选择标准。 4. 性能曲线分析 规格书引用了典型的电气/光学特性曲线。尽管提供的文本中未详述具体曲线,但完整规格书中通常包含的这些图表对于设计至关重要。它们可能展示正向电流(IF)与正向电压(VF)之间的关系(用于热设计和驱动设计)、发光强度与正向电流之间的关系(以优化亮度与功耗)、以及发光强度随环境温度的变化。理解这些曲线有助于工程师预测非标准条件下的性能并设计稳健的系统。 5. 机械与封装信息
- 5.1 引脚连接与极性
- 6. 焊接与组装指南
- 7. 包装与订购信息
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用场景
- 8.2 设计考量
- 9. 技术对比
- 10. 常见问题解答(FAQ)
- 11. 实际设计案例
- 12. 技术原理介绍
- 13. 技术趋势
1. 产品概述
LTP-757KY是一款紧凑型、高性能的5x7点阵LED显示模块。其主要功能是在各种电子设备中提供清晰易读的字母数字和符号字符显示。该器件的核心优势在于其采用了先进的AlInGaP(铝铟镓磷)半导体技术制造LED芯片,与旧技术相比,该技术以卓越的效率和色彩纯度著称。这带来了出色的字符外观,具有高亮度和高对比度,使其适用于可读性至关重要的应用,即使在变化的环境光照条件下也是如此。该器件按发光强度分类,确保了不同生产批次间性能的一致性。其低功耗要求和固态可靠性使其成为消费电子产品、工业仪表、销售点终端以及其他需要耐用高效显示解决方案的嵌入式系统的理想选择。
2. 技术规格详解
2.1 光学特性
光学性能由在环境温度(TA)为25°C时测量的几个关键参数定义。平均发光强度(IV)在测试条件IP=32mA和1/16占空比下,典型值为3400 µcd。该参数表示显示的感知亮度。峰值发射波长(λp)典型值为595 nm,位于可见光谱的琥珀黄色部分。光谱线半宽(Δλ)为15 nm,表明发射颜色相对较窄且纯净。主波长(λd)为592 nm。需要注意的是,发光强度测量使用了模拟CIE明视觉响应曲线的传感器和滤光片组合,确保测量值与人类视觉感知相关。发光强度匹配比(IV-m)规定最大为2:1,这定义了单个段或点之间允许的亮度变化,以确保外观均匀。
2.2 电气特性
电气参数定义了器件的工作限制和条件。每点正向电压(VF)在正向电流(IF)为20mA时,典型范围从2.05V到2.6V。每点反向电流(IR)当施加5V反向电压(VR)时,最大为100 µA。这些值对于设计合适的驱动电路至关重要。
2.3 绝对最大额定值
这些额定值规定了可能导致器件永久损坏的极限值。它们不适用于连续工作。关键额定值包括:每点平均功耗(25 mW),每点峰值正向电流(60 mA),以及每点平均正向电流(在25°C时为13 mA,以0.17 mA/°C线性降额)。最大每点反向电压为5V。器件可在温度范围-35°C至+85°C内工作和存储。焊接温度额定值规定器件可在安装平面下方1/16英寸处承受260°C持续3秒,这对于回流焊接工艺至关重要。
3. 分档系统说明
规格书指出该器件按发光强度分类。这意味着存在一个基于实测光输出的分档系统。虽然本文档未列出具体的分档代码,但此类系统通常将器件分组到不同的强度范围(例如,高亮度、标准亮度)。这使得设计人员能够根据其应用的具体亮度要求选择器件,确保最终产品显示性能的一致性。设计人员应查阅制造商详细的分档文档以获取精确的选择标准。
4. 性能曲线分析
规格书引用了典型的电气/光学特性曲线。尽管提供的文本中未详述具体曲线,但完整规格书中通常包含的这些图表对于设计至关重要。它们可能展示正向电流(IF)与正向电压(VF)之间的关系(用于热设计和驱动设计)、发光强度与正向电流之间的关系(以优化亮度与功耗)、以及发光强度随环境温度的变化。理解这些曲线有助于工程师预测非标准条件下的性能并设计稳健的系统。
5. 机械与封装信息
LTP-757KY采用特定封装,具有灰色面板和白色点阵以增强对比度。字符高度为0.7英寸(17.22毫米)。提供的封装尺寸图(此处未完全详述)将显示精确的物理轮廓、引脚间距和以毫米为单位的整体尺寸,标准公差为±0.25毫米。此信息对于PCB封装设计和确保在最终产品外壳内的正确安装至关重要。
5.1 引脚连接与极性
该器件采用12引脚配置。引脚排列如下:引脚1(阴极列1)、引脚2(阳极行3)、引脚3(阴极列2)、引脚4(阳极行5)、引脚5(阳极行6)、引脚6(阳极行7)、引脚7(阴极列4)、引脚8(阴极列5)、引脚9(阳极行4)、引脚10(阴极列3)、引脚11(阳极行2)、引脚12(阳极行1)。内部电路图显示了一个矩阵排列,其中每个LED点(位于行阳极和列阴极的交点)可以通过多路复用单独寻址。正确识别阳极和阴极引脚对于防止反向偏置和确保电路正常工作至关重要。
6. 焊接与组装指南
提供的关键组装规范是焊接温度曲线。该器件可承受峰值温度260°C最长3秒,测量点在安装平面下方1/16英寸(约1.6毫米)处。这是无铅回流焊接工艺的标准额定值。设计人员必须确保其回流焊炉温度曲线符合此限制,以防止对LED芯片或封装造成热损伤。应遵守一般处理注意事项,例如避免对引脚施加机械应力,并保护显示面板免受划伤或污染。存储应在-35°C至+85°C的指定温度范围内,并置于干燥环境中。
7. 包装与订购信息
部件号明确标识为LTP-757KY。虽然此摘录中未列出具体的包装细节(例如,卷带包装、管装数量),但部件号本身是订购的主要标识符。“KY”后缀可能表示琥珀黄色。工程师在下订单时应向供应商或分销商确认确切的包装形式。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
此显示屏非常适合需要紧凑、低功耗且高度可读的数字或有限字符输出的应用。常见用途包括:数字面板仪表、电子秤、医疗监护设备、家用电器显示屏(烤箱、恒温器)、工业控制面板以及各种电子设备中的基本信息显示。
8.2 设计考量
- 驱动电路:由于采用5x7矩阵配置,需要多路复用驱动电路。这涉及顺序激活行阳极,同时提供相应的列阴极信号以点亮所需的点。通常使用集成的显示驱动IC来实现此目的。
- 限流:必须为每条阳极线或列线(取决于驱动方案)使用外部限流电阻,以确保每点的正向电流不超过绝对最大额定值,尤其是平均电流。
- 功耗:在设计最大亮度时,必须考虑每点的平均功耗(最大25 mW),特别是在多个点长时间同时点亮的情况下。
- 视角:宽视角是有益的,但应评估其在最终产品中的安装位置,以确保最终用户获得最佳可读性。
9. 技术对比
LTP-757KY的主要区别在于其使用了AlInGaP LED技术。与标准GaAsP(砷化镓磷)等旧技术相比,AlInGaP提供了显著更高的发光效率,从而在相同输入电流下实现更高的亮度。它还在温度和时间变化方面提供了更好的色彩饱和度和稳定性。与其他封装类型(例如,矩阵排列的离散LED)相比,这种集成的点阵模块提供了简化的组装、有保证的点阵机械对准以及由于灰色面板和白色点阵带来的均匀光学外观。
10. 常见问题解答(FAQ)
问:发光强度测试条件中提到的1/16占空比的目的是什么?
答:1/16占空比是多路复用显示器的标准测试方法。这意味着每个段在总周期时间的1/16内被脉冲点亮。指定的发光强度值是在此条件下测量的平均值,模拟了典型的多路复用操作。导通期间的峰值电流高于平均电流。
问:如何理解2:1的发光强度匹配比?
答:该比率表示在相同的驱动条件下,显示器中最亮的点或段不会超过最暗的点或段亮度的两倍。比率越低(例如1.5:1)表示均匀性越好。此参数对于确保所有字符外观一致、无斑块感非常重要。
问:我可以用恒定的直流电流驱动此显示屏,而不是多路复用吗?
答:从技术上讲可以,但效率极低且不切实际。以典型电流同时驱动所有35个点将需要非常高的总电流,并导致过度的功耗和发热。多路复用是标准且预期的操作方法,可显著减少所需的驱动引脚数量和整体功耗。
11. 实际设计案例
考虑设计一个简单的数字电压表显示。微控制器读取模拟电压,将其转换为数字值,并需要显示一个3位读数(例如5.12V)。每个数字将使用一个LTP-757KY。设计步骤包括:1) 创建与机械尺寸和引脚排列匹配的PCB封装。2) 选择与5x7矩阵和微控制器接口(例如SPI、I2C)兼容的多路复用驱动IC。3) 根据驱动器的输出电压和LED的典型正向电压计算限流电阻值,以达到所需的平均电流(例如,每点10-15mA)。4) 对微控制器进行编程,将数值解码为5x7字体的正确段码模式,并控制多路复用时序。5) 确保电源能够满足多路复用周期期间的峰值电流需求。
12. 技术原理介绍
LTP-757KY基于生长在不透明的GaAs(砷化镓)衬底上的AlInGaP(铝铟镓磷)半导体材料。当在LED芯片的p-n结上施加正向电压时,电子和空穴复合,以光子的形式释放能量。AlInGaP合金的具体成分决定了带隙能量,这直接对应于发射光的波长(颜色)——在本例中为琥珀黄色(约592-595 nm)。不透明的衬底通过吸收杂散光有助于提高对比度。单个LED芯片排列成5x7网格,并在内部互连形成矩阵,外部引脚提供对行(阳极)和列(阴极)的访问。
13. 技术趋势
虽然AlInGaP仍然是红、橙、琥珀和黄色LED的高性能技术,但更广泛的LED行业仍在不断发展。趋势包括追求所有颜色更高的发光效率(流明/瓦)。对于显示应用,正在朝着更精细的点距矩阵和全彩RGB能力发展。然而,对于需要高可靠性、优异可读性和成本效益的单色、基于字符的显示器,像LTP-757KY这样基于AlInGaP等成熟技术的器件仍然是稳健且广泛采用的解决方案。将驱动器和控制器直接集成到显示模块中也是简化最终产品设计的常见趋势。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦电能发出的光通量,越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源发出的总光量,俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度(Viewing Angle) | °(度),如120° | 光强降至一半时的角度,决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温(CCT) | K(开尔文),如2700K/6500K | 光的颜色冷暖,低值偏黄/暖,高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数(CRI / Ra) | 无单位,0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力,Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性,用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差(SDCM) | 麦克亚当椭圆步数,如"5-step" | 颜色一致性的量化指标,步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长(Dominant Wavelength) | nm(纳米),如620nm(红) | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布(Spectral Distribution) | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压(Forward Voltage) | Vf | LED点亮所需的最小电压,类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf,多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流(Forward Current) | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动,电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流(Pulse Current) | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流,用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制,否则过热损坏。 |
| 反向电压(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受的最大反向电压,超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 热量从芯片传到焊点的阻力,值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计,否则结温升高。 |
| 静电放电耐受(ESD Immunity) | V(HBM),如1000V | 抗静电打击能力,值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施,尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C,寿命可能延长一倍;过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小时) | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率(Lumen Maintenance) | %(如70%) | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低;陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装(Flip Chip) | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高,适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上,部分转化为黄/红光,混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构,控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组,每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配,提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组,确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性,避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组,每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命(结合TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质(如铅、汞)。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目,提升市场竞争力。 |