LTP-2058AKD LED显示模块规格书 - 2.3英寸（58.42毫米）高度 - 5x8点阵 - 超红（650纳米）

1. 产品概述

LTP-2058AKD是一款单字符字母数字显示模块，专为需要清晰、易读字符输出的应用而设计。其核心功能是通过一个由独立寻址发光二极管（LED）组成的点阵网格，直观地呈现ASCII或EBCDIC编码字符。

核心优势与目标市场：该器件的主要优势包括：高达2.3英寸（58.42毫米）的字符高度，确保出色的可视性；单平面设计提供的宽广视角；以及LED技术固有的固态可靠性。其低功耗要求和对标准字符编码的兼容性，使其适用于工业控制面板、仪器仪表、销售点终端以及其他需要耐用、低维护且易于读取显示的嵌入式系统。

2. 技术规格详解

本节根据规格书，对器件的关键性能参数进行客观分析。

2.1 光度学与光学特性

光学性能是显示功能的核心。该器件采用AlInGaP（铝铟镓磷）半导体材料制造其LED芯片，这些芯片制作在不透明的GaAs衬底上。该技术以在红橙色光谱范围内的高效率而闻名。

• 发光强度（I_V）：在测试条件 I_p=32mA 和 1/16 占空比下，每个点的平均发光强度规定为最小值1650 µcd，典型值3500 µcd。此参数定义了每个独立LED点的亮度。
• 波长特性：
  • 峰值发射波长（λ_p）：650 纳米。这是LED发射光功率最强的波长。
  • 主波长（λ_d）：639 纳米。这是人眼感知到的单一波长，定义了“超红”颜色。
  • 光谱线半宽（Δλ）：20 纳米。这表示发射光波长的分布范围，数值越小代表颜色越纯正、饱和度越高。
• 发光强度匹配比（I_V-m）：最大 2:1。这是显示均匀性的关键参数，规定在相同驱动条件下，阵列中最暗点的亮度不低于最亮点亮度的二分之一。

2.2 电气参数

理解电气极限和工作点对于可靠的电路设计至关重要。

• 绝对最大额定值：这些是应力极限，即使瞬间也不得超过。
  • 每点平均功耗：40 mW。
  • 每点峰值正向电流：90 mA。
  • 每点平均正向电流：25°C 时为 15 mA，温度每升高1°C，额定值线性降低 0.2 mA/°C。
  • 每点反向电压：5 V。超过此值可能损坏LED结。
• 电气/光学特性（在 T_A=25°C 时）：这些是典型工作参数。
  • 正向电压（V_F）：根据电流不同，范围从 2.1V（最小）到 2.8V（最大）。典型值为 20mA 时 2.6V，80mA 时 2.8V。
  • 反向电流（I_R）：在 V_R=5V 时，最大为 100 µA。

2.3 热特性

通过降额规格和温度范围隐含了热管理要求。

• 工作温度范围：-35°C 至 +85°C。器件设计在此环境温度范围内工作。
• 存储温度范围：-35°C 至 +85°C。
• 电流降额：平均正向电流额定值在超过25°C后，每升高1°C线性降低0.2 mA。这是防止过热直接的热限制。
• 焊接温度：在组装过程中，在安装平面下方1/16英寸（约1.6毫米）处，可承受260°C高温3秒钟。

3. 分档系统说明

规格书指出该器件“按发光强度分档”。这指的是一个分档过程，即根据测量的发光强度对制造出的单元进行分类（分档）。这确保了设计人员可以为他们的应用选择具有一致亮度水平的部件，这对于希望外观均匀的多位显示至关重要。虽然本文档未列出具体的分档代码，但典型的分档会将具有相似 I_V values.

4. 性能曲线分析

规格书引用了“典型电气/光学特性曲线”。虽然文本中未提供具体图表，但此类曲线通常包括：

• I-V（电流-电压）曲线：显示正向电压（V_F）与正向电流（I_F）之间的关系。它是非线性的，存在一个阈值电压（对于AlInGaP红光约为1.8-2.0V），低于此电压时几乎没有电流流过。
• 发光强度 vs. 正向电流：展示光输出如何随电流增加，通常在推荐工作范围内呈近似线性关系，在极高电流下效率会下降。
• 温度依赖性：显示正向电压如何随结温升高而降低，以及波长可能发生轻微偏移的曲线。

这些曲线对于设计高效的恒流驱动器以及理解不同热条件下的性能至关重要。

5. 机械与封装信息

物理结构定义了外形尺寸和组装接口。

• 封装类型：14引脚通孔封装。
• 点阵描述：5列 x 8行 LED点阵，形成一个能够构成所有字母数字字符及部分符号的网格。
• 视觉设计：采用灰色面板（可能是封装环氧树脂）和白色段（发光点区域），在熄灭时提供良好的对比度，点亮时外观简洁。
• 可堆叠性：该器件设计为可水平堆叠，通过将多个单元并排放置来创建多字符显示。
• 尺寸：所有尺寸均以毫米为单位，除非另有说明，一般公差为 ±0.25 mm。确切的尺寸图在规格书中引用。

5.1 引脚连接与极性

14引脚接口采用复用阳极列和阴极行的方案进行矩阵寻址，这将所需的驱动引脚从40个（5x8）减少到13个（5+8）。

引脚定义：引脚 1：阴极行 6 引脚 2：阴极行 8 引脚 3：阳极列 2 引脚 4：阳极列 3 引脚 5：阴极行 5 引脚 6：阳极列 5 引脚 7：阴极行 7 引脚 8：阴极行 3 引脚 9：阴极行 1 引脚 10：阳极列 4 引脚 11：阳极列 3（注意：与引脚4功能重复，可能是笔误或特定的内部连接） 引脚 12：阴极行 4 引脚 13：阳极列 1 引脚 14：阴极行 2

内部电路：内部示意图显示了一个常见的矩阵配置，其中每个LED点形成于阳极列线和阴极行线的交叉点。要点亮特定点，必须将其对应的阳极引脚驱动为高电平（带限流），同时将其对应的阴极引脚驱动为低电平。

6. 焊接与组装指南

提供的关键组装规范是焊接温度曲线：器件可承受260°C的峰值温度3秒钟，测量点在安装平面下方1/16英寸（1.6毫米）处。这是标准的波峰焊或回流焊条件。设计人员应确保其PCB组装过程遵守此限制，以防止封装损坏或LED性能下降。

存储条件：组件应在规定的存储温度范围（-35°C至+85°C）内，在干燥环境中储存，通常按要求使用防潮器件（MSD）袋。

7. 应用建议

7.1 典型应用场景

• 工业人机界面：机械设备上的状态显示、PLC操作员面板。
• 测试与测量设备：万用表、频率计、电源的数字读数。
• 零售与酒店业：价格显示、排队管理系统、简易信息板。
• 嵌入式系统：需要简单、坚固且低功耗字符输出的场合。

7.2 设计注意事项

• 驱动电路：需要矩阵扫描驱动IC或具有足够GPIO引脚和电流源/吸能力的微控制器。建议使用恒流驱动以获得一致的亮度。
• 限流：必须使用外部电阻或恒流驱动器，以将流过每个LED段的电流限制在规定的平均和峰值极限内。
• 复用：由于是矩阵显示，它基于复用（扫描）原理工作。刷新率必须足够高（通常>60Hz）以避免可见闪烁。占空比影响感知亮度和峰值电流要求。
• 视角：宽广的视角对于操作员可能不直接在显示器正前方的应用非常有益。
• 电源：确保电源电压足以克服LED正向电压（V_F）加上任何限流元件和驱动电路的压降。

8. 技术对比与差异化

与白炽灯或真空荧光显示（VFD）等旧技术相比，此LED点阵提供：

• 卓越的可靠性与寿命：固态结构，无灯丝或玻璃外壳，带来更长的使用寿命和抗振性。
• 更低的功耗：尤其是在较低亮度水平下。
• 更快的响应时间：即时开关能力。
• 更宽的工作温度范围：适用于恶劣环境。

与现代图形OLED或TFT模块相比，它：

• 接口更简单：需要更少的控制线和更简单的软件。
• 对于仅需字符显示的简单应用，更坚固耐用且更具成本效益。
• 在高环境光条件下，由于其高对比度和自发光特性，可读性极高。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

Q1：如何计算单个点的合适限流电阻？A：使用欧姆定律：R = (V_电源- V_F) / I_F。例如，使用5V电源，在20mA时典型V_F为2.6V：R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω。为保守设计，应始终使用规格书中的最大V_F值，以确保电流不超过极限。

Q2：发光强度测试条件中的“1/16 DUTY”是什么意思？A：这意味着测量是在LED脉冲开启时间为总扫描周期时间的1/16时进行的。在复用的5x8矩阵中，常见的扫描方案是每次激活一行。如果扫描所有8行，则每行的占空比为1/8。1/16占空比表明采用了不同的扫描模式或测量条件，其中峰值脉冲电流更高，而平均功率保持在限制范围内。实际工作占空比取决于驱动器的设计。

Q3：我可以将这些显示器并联以构成多位单元吗？A：它们设计为可水平堆叠，这意味着您可以将多个单元并排放置在PCB上。您不能简单地将引脚并联，因为每个单元都包含一个完整的5x8矩阵。每个显示器都需要自己的一套列驱动器，而在多位设计中，行驱动器通常可以在所有单元之间共享，以简化扫描电路。

Q4：为什么主波长（639nm）与峰值波长（650nm）不同？A：这是由于人眼的光谱响应所致。LED发射的光波长范围以650nm（峰值）为中心。然而，人眼对555nm（绿色）附近的波长更敏感，对深红色较不敏感。主波长是通过找到一个单一波长的纯单色光来计算的，对于标准观察者而言，该单色光与LED的宽光谱输出具有相同的颜色感知。它是“感知”到的色点。

10. 工作原理简介

LTP-2058AKD是一款有源矩阵LED显示器。其基本原理是半导体P-N结的电致发光。当在阳极（列）和阴极（行）之间施加超过二极管阈值电压的正向电压时，电子和空穴在AlInGaP有源层中复合，以光子（光）的形式释放能量，波长由材料的带隙决定。5x8矩阵排列允许通过选择正确的列（电源）和行（接地路径）组合来单独寻址40个点中的任何一个。复用扫描快速遍历各行，为每一行打开必要的列，从而创造出稳定、完全点亮字符的视觉错觉。

11. 技术趋势

虽然像LTP-2058AKD这样的分立LED点阵显示器在特定的坚固耐用或成本敏感的应用中仍然具有相关性，但显示技术更广泛的趋势是向更高集成度和更多功能发展。表面贴装器件（SMD）LED阵列和集成LED驱动器模块正变得越来越普遍。此外，对于需要图形或更复杂字符的应用，分段LED显示器、OLED和小型TFT LCD提供了更大的灵活性。矩阵寻址的原理仍然是基础，但实现方式正朝着板上芯片（COB）设计以及I2C或SPI等接口发展，与直接GPIO矩阵驱动相比，减少了元件数量并简化了系统设计。