目录
- 1. 产品概述
- 2. 技术参数详解
- 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 规格书表明该器件根据发光强度进行了分类。这意味着存在一个分档流程,即生产出的单元会根据其测量的光输出进行分选(分档)。指定的强度范围(最小值:630 µcd,典型值:1650 µcd)很可能代表了不同分档之间的分布。设计人员可以选择特定的分档,以确保产品中多个显示屏的亮度一致性,或满足特定的亮度要求,尽管本文档未详细说明具体的分档代码结构。 虽然本规格书中未明确提及波长或正向电压的分档,但此类分类在LED制造中很常见,目的是将光学和电气特性紧密匹配的部件分组,这对于要求颜色或亮度均匀性的应用至关重要。 4. 性能曲线分析 规格书引用了典型的电气/光学特性曲线。虽然文本中未提供具体的图表,但完整规格书中通常包含的这些曲线对于设计至关重要。它们通常会说明: 正向电流与正向电压关系曲线(I-V曲线): 显示非线性关系,有助于确定工作点以及给定电流下所需的驱动电压。 发光强度与正向电流关系曲线: 展示光输出如何随电流增加而增加,直至达到饱和点或产生过多热量。 发光强度与环境温度关系曲线: 显示随着结温升高,光输出会降低,这对于热管理设计至关重要。 光谱分布图: 相对强度与波长的关系图,直观地确认峰值波长、主波长和光谱宽度。 这些曲线使工程师能够预测非标准条件下的性能,并优化其驱动电路和热设计。 5. 机械与封装信息
- 6. 引脚连接与内部电路
- 7. 焊接与组装指南
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用场景
- 8.2 设计注意事项
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答(基于技术参数)
- 11. 设计使用案例
- 12. 工作原理简介
- 13. 技术发展趋势
1. 产品概述
LTP-747KF是一款紧凑型高性能5x7点阵LED显示模块。其主要功能是在各种电子设备和仪器中提供清晰易读的字母数字字符输出。其核心设计理念在于以低功耗和高可靠性提供出色的视觉性能,使其适用于集成到消费电子产品、工业控制面板、仪器仪表以及其他需要状态或数据显示的应用中。
该器件的关键定位在于其尺寸、亮度和效率之间的平衡。0.7英寸(17.22毫米)的字符高度在可读性和电路板空间要求之间取得了良好的折衷。该显示屏采用先进的AlInGaP(铝铟镓磷)半导体技术制造其黄橙色LED芯片,直接从芯片材料实现了高发光强度和优异的色纯度,这有助于其整体性能和长寿命。
2. 技术参数详解
2.1 光学特性
光学性能由在标准测试条件(TA=25°C)下测量的几个关键参数定义。当以峰值电流(I平均发光强度(IV))为32mA、占空比为1/16驱动时,其P)范围从最小值630 µcd到典型值1650 µcd。这种高亮度确保了即使在中等光照环境下也有良好的可见度。
颜色特性由波长指定。峰值发射波长(λp))通常为611 nm,而主波长(λd))通常为605 nm,定义了感知到的黄橙色。光谱线半宽(Δλ)通常为17 nm,表明光谱带宽相对较窄,这有助于提高色彩饱和度。发光强度是使用近似于CIE明视觉响应曲线的传感器和滤光片组合测量的,确保测量值与人类视觉感知相关。
2.2 电气特性
电气参数定义了器件的工作限制和条件。在正向电流(I每个点的正向电压(VF))为20mA时,F)通常范围在2.05V至2.6V之间。此参数对于设计限流电路至关重要。
当施加反向电压(V每个点的反向电流(IR))为5V时,R)的最大值为100 µA,表明了LED结的漏电特性。相似发光区域内LED的发光强度匹配比
2.3 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致永久损坏的应力极限。它们不适用于连续工作。
- 每个点的平均功耗:70 mW
- 每个点的峰值正向电流:60 mA
- 每个点的平均正向电流:25 mA(从25°C起以0.33 mA/°C线性降额)
- 每个点的反向电压:5 V
- 工作温度范围:-35°C 至 +105°C
- 储存温度范围:-35°C 至 +105°C
3. 分档系统说明
规格书表明该器件根据发光强度进行了分类。这意味着存在一个分档流程,即生产出的单元会根据其测量的光输出进行分选(分档)。指定的强度范围(最小值:630 µcd,典型值:1650 µcd)很可能代表了不同分档之间的分布。设计人员可以选择特定的分档,以确保产品中多个显示屏的亮度一致性,或满足特定的亮度要求,尽管本文档未详细说明具体的分档代码结构。
虽然本规格书中未明确提及波长或正向电压的分档,但此类分类在LED制造中很常见,目的是将光学和电气特性紧密匹配的部件分组,这对于要求颜色或亮度均匀性的应用至关重要。
4. 性能曲线分析
规格书引用了典型的电气/光学特性曲线。虽然文本中未提供具体的图表,但完整规格书中通常包含的这些曲线对于设计至关重要。它们通常会说明:
- 正向电流与正向电压关系曲线(I-V曲线):显示非线性关系,有助于确定工作点以及给定电流下所需的驱动电压。
- 发光强度与正向电流关系曲线:展示光输出如何随电流增加而增加,直至达到饱和点或产生过多热量。
- 发光强度与环境温度关系曲线:显示随着结温升高,光输出会降低,这对于热管理设计至关重要。
- 光谱分布图:相对强度与波长的关系图,直观地确认峰值波长、主波长和光谱宽度。
这些曲线使工程师能够预测非标准条件下的性能,并优化其驱动电路和热设计。
5. 机械与封装信息
LTP-747KF采用标准的LED显示封装。关键尺寸说明指出,除非另有说明,所有尺寸均以毫米为单位,一般公差为±0.25毫米。引脚尖端偏移的特定公差为±0.4毫米,这对于PCB焊盘设计和自动化组装工艺非常重要。
该封装具有灰色面板和白色点阵的特点,通过减少非发光区域反射的环境光,增强了对比度并提高了字符的可读性。机械图纸(文中提及但未详述)将显示精确的外形尺寸、安装平面、引脚间距和总高度。
6. 引脚连接与内部电路
该器件采用12引脚配置。引脚定义如下:引脚1:阳极列1,引脚2:阴极行3,引脚3:阳极列2,引脚4:阴极行5,引脚5:阴极行6,引脚6:阴极行7,引脚7:阳极列4,引脚8:阳极列5,引脚9:阴极行4,引脚10:阳极列3,引脚11:阴极行2,引脚12:阴极行1。
这种复用排列(5个阳极列,7个阴极行)是5x7点阵的标准配置。它允许仅用12个引脚控制35个独立的LED(点),与直接驱动方法相比,显著降低了互连复杂性。内部电路图将显示每个LED点连接在特定的阳极列和阴极行之间。要点亮特定点,必须将其对应的阳极线驱动为高电平(带限流),同时将其阴极线拉低。
7. 焊接与组装指南
规格书提供了具体的焊接条件:在260°C下,于安装平面下方1/16英寸(约1.6毫米)处焊接3秒钟。这是波峰焊或手工焊接工艺的关键参数,以防止对LED芯片或塑料封装造成热损伤。超过此温度或时间可能导致分层、环氧树脂开裂或LED性能下降。
同时强调,组装过程中的温度不得超过绝对最大额定值部分规定的最高温度额定值。为避免静电放电(ESD)而进行的正确处理也是一项标准预防措施,尽管此处未明确说明,因为LED是半导体器件。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
LTP-747KF非常适合需要紧凑、低功耗数字或有限字母数字读数的应用。示例包括:
- 测试与测量设备:数字万用表、频率计、电源,用于显示数值。
- 消费电子产品:音频设备(放大器电平显示)、厨房电器(定时器、温度)。
- 工业控制:面板仪表、过程控制器、定时器显示。
- 嵌入式系统:原型机或开发板的状态指示灯。
8.2 设计注意事项
- 驱动电路:需要具有足够I/O引脚的微控制器或支持复用的专用LED驱动IC。驱动器必须在指定的占空比(例如1/16)下提供正确的峰值电流(例如20-32mA),以达到额定亮度,同时不超过平均电流限制。
- 限流:每个阳极列或每个LED都需要串联电阻或恒流驱动器,以精确设置正向电流并保护LED。
- 刷新率:复用方案需要足够高的扫描频率(通常>100Hz)以避免可见闪烁。
- 热管理:尽管每个点的功耗较低,但在高环境温度下,多个点亮点产生的集体热量必须予以考虑。对于连续高亮度操作,可能需要足够的通风或散热措施。
9. 技术对比与差异化
与标准GaAsP或GaP LED等旧技术相比,使用AlInGaP材料具有显著优势:更高的发光效率(每mA电流产生更多光输出),更好的温度稳定性(随热量强度下降更少),以及更优异的长期可靠性。灰色面板/白色点阵设计比全红或全绿封装提供更高的对比度,从而提高了可读性。
在0.7英寸5x7点阵类别中,该部件的主要差异化因素包括其特定的发光强度分档、AlInGaP典型的低正向电压以及宽广的工作温度范围(-35°C至+105°C),这超出了许多常见显示屏的范围,使其适用于严苛的工业环境。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
问:发光强度的1/16占空比规格有何用途?
答:该显示屏使用复用技术。每个点仅在部分时间内通电(在此测试条件下为1/16)。发光强度是在其短暂的“开启”脉冲(峰值电流)期间测量的。感知到的平均亮度较低。此规格使设计人员能够计算有效的平均光输出。
问:我可以用恒定的直流电流驱动此显示屏,而不是复用吗?
答:从技术上讲可以,但效率极低。这将需要35个独立的限流通道,而不是12条复用线路,大大增加了电路复杂性和成本。复用是预期且最优的方法。
问:正向电压在20mA时最大为2.6V。我可以直接从3.3V微控制器引脚为其供电吗?
答:不行。您必须始终使用串联限流电阻(或有源恒流电路)。直接连接会试图汲取过大电流,可能损坏LED和微控制器引脚。电阻值计算公式为 R = (V电源- VF) / IF.
问:“无铅封装(符合RoHS)”是什么意思?
答:这表示该器件符合《有害物质限制指令》。其结构中使用的材料,包括引脚上的焊料镀层,不含有超过允许限量的铅、汞或镉等禁用物质,使其适合在受监管的市场销售。
11. 设计使用案例
案例:设计一个简单的数字定时器显示。设计人员需要在产品上显示分钟和秒(MM:SS)。可以使用两个LTP-747KF显示屏显示分钟,另外两个显示秒。将编程一个低成本微控制器来管理计时功能。其I/O端口将通过适当的限流电阻连接到所有四个显示屏的阳极和阴极线。固件将实现计时算法和一个复用例程,该例程高速(例如200Hz)循环扫描四个显示屏以及每个数字的相关段。显示屏的灰色面板将确保与产品外壳的良好对比度。设计人员将选择适合定时器使用预期环境光照条件的发光强度分档。
12. 工作原理简介
LTP-747KF基于发光二极管(LED)和时分复用的基本原理工作。5x7网格中的35个点中的每一个都是一个独立的AlInGaP LED。当正向偏置(阳极相对于阴极施加正电压)时,电子和空穴在半导体有源区内复合,以由AlInGaP材料的带隙决定的波长释放光子(光)形式的能量,从而产生黄橙色光。
复用方案减少了所需的控制引脚数量。垂直列中所有LED的阳极连接在一起,水平行中所有LED的阴极连接在一起。通过依次激活一个阳极列,同时选择性地使能该列中应点亮点的阴极行,并快速重复此循环,从而创造出稳定、完整字符的视觉假象。人眼的视觉暂留将快速闪烁的各个点融合成连续的图像。
13. 技术发展趋势
尽管像LTP-747KF这样的分立LED点阵显示屏因其简单性、鲁棒性和宽视角而在特定应用中仍然具有价值,但有几个趋势值得注意。总体上正在向集成显示模块转变,这些模块包含驱动IC、控制器,有时还包括字符发生器ROM,从而简化了主机系统的接口(例如SPI、I2C)。
对于字母数字输出,OLED(有机发光二极管)和先进的LCDLCD模块
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。 |