LTD-5623AJG LED数码管规格书 - 0.56英寸字高 - AlInGaP绿色 - 2.6V正向电压 - 70mW功耗 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTD-5623AJG是一款双位七段发光二极管（LED）显示模块。其主要功能是为各种电子设备和仪器提供清晰、明亮的数字读数。其核心应用是需要显示两位十进制数字的场景，例如计数器、计时器、测量设备和工业控制面板。

该器件的关键定位在于其性能与可靠性的平衡。它采用AlInGaP（铝铟镓磷）半导体技术制造LED芯片，该技术以在绿色和黄色光谱区域产生高效发光而闻名。该显示器采用灰色面板配绿色发光段，提供高对比度，确保出色的可读性。

1.1 核心优势与目标市场

该显示器具有多项显著优势，使其适用于专业和工业应用：

• 高亮度与高对比度：AlInGaP技术与灰色面板的组合可提供典型高达900 µcd的发光强度，即使在光线充足的环境下也能确保可见性。
• 低功耗需求：其运行高效，适用于电池供电或注重能耗的设备。
• 宽视角：其设计允许从宽广的角度读取显示的数字。
• 固态可靠性：作为基于LED的器件，与其他显示技术相比，它具有长工作寿命、抗冲击和快速开关时间等优点。
• 发光强度分档：器件按发光强度进行分档，确保在多位数应用中亮度匹配一致。
• 无铅封装：该组件符合RoHS（有害物质限制）指令。

目标市场包括测试测量设备、过程控制系统、医疗设备、带数字显示的消费电器以及任何需要坚固可靠两位数输出的嵌入式系统的制造商。

2. 深入技术参数分析

本节对规格书中规定的关键电气和光学参数提供详细、客观的解读。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。不保证在此条件下运行。

• 每段功耗：70 mW。这是单个LED段（例如段‘A’）在不引起过热的情况下可以安全耗散的最大功率。
• 每段峰值正向电流：60 mA。这是最大允许脉冲电流，通常在1/10占空比和0.1ms脉冲宽度下规定。用于多路复用或短暂过驱动以获得额外亮度。
• 每段连续正向电流：25°C时为25 mA。此电流在105°C时线性降额至0 mA（降额率为0.28 mA/°C）。这是在正常温度条件下连续运行的最大直流电流。
• 每段反向电压：5 V。施加高于此值的反向电压可能击穿LED结。
• 工作与存储温度范围：-35°C 至 +105°C。该器件适用于工业温度范围。

2.2 电气与光学特性

这些是在Ta=25°C、规定测试条件下测得的典型性能参数。

• 平均发光强度（I_V）：在正向电流（I_F）为1 mA时，范围从320 µcd（最小值）到900 µcd（典型值）。此参数经过分档。
• 峰值发射波长（λ_p）：571 nm（典型值）。这是光功率输出最大的波长，定义了绿色。
• 每段正向电压（V_F）：在I_F=20 mA时，为2.05V（最小值），2.6V（典型值）。这是LED工作时两端的压降。设计者必须确保驱动电路能提供此电压。
• 每段反向电流（I_R）：在V_R=5V时，为100 µA（最大值）。这是LED反向偏置时的小漏电流。
• 发光强度匹配比：2:1（最大值）。此参数规定了在"相似光区"内最亮段与最暗段之间的最大允许比值，确保外观均匀。

3. 分档系统说明

规格书表明其发光强度是经过分档的。虽然此摘录未提供具体的分档代码，但其原理对设计至关重要。

• 发光强度分档：LED根据其在标准测试电流（1mA）下测得的发光输出进行分档。在多位数或多段显示器中使用来自相同或相邻分档的LED，可确保整个读数亮度均匀，防止某些数字看起来比其他数字更亮。设计师在下单时应指定所需的光强分档，以确保生产一致性。

4. 性能曲线分析

规格书引用了典型特性曲线。虽然此处未复制图表，但分析了其含义。

• I-V（电流-电压）曲线：此曲线显示正向电流（I_F）与正向电压（V_F）之间的关系。它是非线性的，具有一个阈值电压（对于AlInGaP约为1.8-2.0V），低于此电压时几乎没有电流流过。该曲线有助于设计限流电路。
• 发光强度 vs. 正向电流：此图显示光输出随电流增加而增加，但在极高电流下可能因发热和效率下降而变得次线性。选择20mA的典型工作点是为了在亮度和效率之间取得良好平衡。
• 温度依赖性：除非另有说明，特性曲线均在25°C下测得。实际上，V_F具有负温度系数（随温度升高而降低），而发光强度通常随结温升高而降低。连续电流的降额是热管理需求的直接结果。

5. 机械与封装信息

5.1 尺寸与公差

封装为通孔型，有18个引脚。关键尺寸说明包括：

• 字高：0.56英寸（14.22毫米）。
• 一般公差：除非另有说明，为±0.25毫米。
• 引脚尖端偏移公差：±0.4毫米，对PCB孔对齐很重要。
• 推荐PCB孔：Ø1.0毫米。
• 质量公差：定义了异物（≤10密耳）、油墨污染（≤20密耳）、弯曲（≤1/100）和段内气泡（≤10密耳）的规格，以确保视觉质量。

5.2 引脚连接与极性

该器件采用共阴极配置。每个数字（数字1和数字2）都有自己的公共阴极引脚（分别为引脚14和引脚13）。每个数字的每个段（A-G和DP）的阳极在单独的引脚上可独立访问。这种配置非常适合多路复用驱动，即阴极依次切换到地，同时施加相应的阳极段码。

6. 焊接与组装指南

规格书提供了具体的焊接条件：

• 手工焊接：烙铁头应放置在安装平面（显示器主体与引脚相接处）下方1/16英寸（约1.6毫米）处。
• 温度与时间：焊接应在最高260°C的温度下在3秒内完成。
• 一般规则：组装期间器件的温度不得超过最高额定温度（工作温度为105°C，但焊接期间环氧树脂的玻璃化转变温度是实际限制）。
• 存储：在-35°C至+105°C的规定温度范围内，于干燥环境中存储，以防吸潮。

7. 应用建议

7.1 典型应用电路

最常见的驱动方法是多路复用。由于该显示器每个数字都有独立的公共阴极，微控制器可以快速交替点亮数字1和数字2。当数字1的阴极接地时，微控制器在阳极引脚上输出第一个数字的段码。然后切换到数字2的阴极并输出第二个数字的段码。此过程比人眼能感知的速度更快，从而产生两个数字同时点亮的错觉。这种方法大大减少了所需的微控制器I/O引脚数量和功耗。

7.2 设计注意事项

• 限流电阻：必须在每条阳极线上串联一个电阻（如果使用恒流多路复用，则在阴极使用一个公共电阻），以将正向电流限制在安全值（例如20 mA）。电阻值计算公式为 R = (V_电源- V_F) / I_F.
• 多路复用频率：建议每个数字的刷新率至少为60 Hz（总扫描率为120 Hz），以避免可见闪烁。
• 多路复用中的峰值电流：当以1/2占空比（针对两位数）进行多路复用时，每段的瞬时电流可以加倍，以达到与直流操作相同的平均亮度。例如，要获得10 mA的平均电流，可以以20 mA、50%占空比进行脉冲驱动。这必须保持在峰值电流额定值之内。
• 视角：考虑到其宽视角，放置显示器以最大化最终用户的可读性。

8. 技术对比与差异化

与其他七段显示技术相比：

• 与红色GaAsP/GaP LED对比：AlInGaP绿色LED通常提供更高的发光效率，在更广泛的环境光照条件下具有更好的可见性。人眼通常认为绿色更亮。
• 与LCD对比：LED是自发光（产生自己的光），无需背光即可在黑暗中清晰可见。它们具有更宽的工作温度范围、更快的响应时间，并且对物理冲击更坚固。
• 与更大或更小的显示器对比：0.56英寸的字高是常见尺寸，在中等距离易于阅读和节省面板空间之间提供了良好的平衡。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我能否直接用5V微控制器引脚驱动此显示器？

答：不能。典型正向电压为2.6V，微控制器引脚无法在2.6V下提供20mA电流，同时保持5V逻辑高电平。必须在阴极侧和/或阳极侧使用晶体管或驱动IC。限流电阻始终是必需的。

问："发光强度匹配比2:1"在实际中意味着什么？

答：这意味着在单个显示单元内，在相同的驱动条件下，任何一段的亮度不应超过其他任何一段的两倍。这确保了数字字符看起来均匀且专业。

问：峰值电流是60mA。我能否为了获得额外亮度而持续以40mA运行？

答：绝对不行。连续正向电流额定值在25°C时为25 mA。超过此值将导致过度发热，迅速使LED性能下降，并可能导致过早失效。峰值额定值仅适用于极短的脉冲。

问：如何选择正确的限流电阻值？

答：使用公式 R = (V_电源- V_F) / I_F。对于5V电源，V_F为2.6V，期望的I_F为20mA：R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120欧姆。使用下一个标准值（例如120Ω或150Ω）。始终计算电阻的功耗：P = I²* R。

10. 实际设计与使用案例

案例：设计一个简单的两位数计数器。

一位设计师正在创建一个需要显示00到99值的台式频率计数器。他们选择了LTD-5623AJG，因其清晰易用。该系统使用一个具有18个可用I/O引脚的微控制器。设计师通过150Ω限流电阻将16个阳极引脚（8段/数字 x 2位数字）连接到微控制器的一个端口。两个公共阴极引脚连接到两个NPN晶体管（例如2N3904），其基极由微控制器的另外两个引脚驱动。软件在定时器中断中实现多路复用例程。它关闭两个晶体管，将阳极端口设置为数字1的段码，打开数字1阴极的晶体管，等待5毫秒，然后为数字2重复此过程。这创建了一个稳定、无闪烁的显示。灰色面板确保未点亮的段不显眼，而明亮的绿色发光段在其上提供了出色的对比度。

11. 工作原理简介

七段LED显示器是由多个发光二极管按"8"字形排列而成的组件。每个段（标记为A到G）和小数点（DP）都是一个独立的LED。通过选择性地点亮这些段的特定组合，可以形成所有十进制数字（0-9）和一些字母。在像LTD-5623AJG这样的共阴极显示器中，特定数字的所有LED的阴极（负极端子）连接在一起，接到一个引脚上。要点亮一个段，必须在其阳极引脚施加正电压（通过限流电阻），同时将相应数字的公共阴极引脚连接到地（0V）。这允许独立控制一个数字内的每个段，并在多个数字之间进行高效的多路复用。

12. 技术趋势与背景

虽然表面贴装器件（SMD）LED和集成显示模块越来越普遍，但像LTD-5623AJG这样的通孔七段显示器在特定领域仍然具有相关性。其主要优势是易于原型制作、在高振动环境下的坚固性，以及由于尺寸较大而具有的远距离出色可见性。AlInGaP材料的使用代表了相对于旧式GaAsP/GaP技术的进步，为绿色和黄色色调提供了更高的效率和色纯度。尽管向更高效率和更低功耗发展的趋势仍在继续，但此类分立显示器的基本多路复用驱动原理和应用逻辑在电子设计中仍然稳定且被广泛理解。