LTD-322KD-31 LED数码管规格书 - 0.3英寸字高 - 超红 - 2.6V正向电压 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

LTD-322KD-31是一款专为数字显示应用设计的双位七段LED数码管模块。其字高为0.3英寸（7.62毫米），字符清晰易读，适用于各类电子设备。该器件采用AlInGaP（铝铟镓磷）半导体技术，可发出超红光，具有高亮度和优异的色彩纯度。显示屏采用黑底白段设计，形成高对比度外观，在各种光照条件下都能提升可读性。其结构采用特殊反光材料，能够承受高温焊接工艺，适合标准装配线。封装为无铅设计，符合RoHS指令。

1.1 主要特性

• 0.3英寸（7.62毫米）字高，确保清晰可见。
• 采用AlInGaP超红LED芯片，实现高亮度和高效率。
• 连续均匀的段位，确保字符外观一致。
• 功耗低，适用于电池供电设备。
• 字符外观优异，对比度高（黑底白段）。
• 视角宽广，便于灵活安装和用户定位。
• 固态结构，可靠性高。
• 发光强度经过分级（分档），确保性能匹配一致。
• 无铅封装，符合环保法规。

1.2 器件描述

型号LTD-322KD-31特指一款双位、共阴极、带右侧小数点的数码管。共阴极配置简化了驱动电路，因为给定数字的所有段位LED共享一个公共接地连接。右侧小数点集成用于显示小数值。

2. 机械与封装信息

2.1 封装尺寸

显示屏的机械外形在规格书中定义，所有尺寸均以毫米为单位提供。关键尺寸说明包括：

• 除非另有说明，一般尺寸公差为±0.25毫米。
• 引脚尖端偏移公差为±0.4毫米。
• 对段位区域定义了具体的质量标准：异物≤10密耳，油墨污染≤20密耳，气泡≤10密耳。
• 反光板弯曲度限制为其长度的1%。
• 建议使用1.0毫米的印刷电路板（PCB）孔径以获得最佳装配效果。

2.2 物理外观与极性标识

显示屏为黑色面板。封装四面使用油墨涂黑，而特定一侧使用黑色笔涂黑，存在细微的视觉差异。这一侧在装配时用作极性或方向的物理标记。引脚连接定义明确，以防止错误插入。

3. 电气与光学特性

3.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了超出可能导致器件永久损坏的极限。它们是在环境温度（Ta）为25°C时指定的。

• 每段功耗：70 mW
• 每段峰值正向电流：90 mA（占空比1/10，脉冲宽度0.1ms）
• 每段连续正向电流：25 mA（在25°C以上，按0.33 mA/°C线性降额）
• 工作温度范围：-35°C 至 +85°C
• 存储温度范围：-35°C 至 +85°C
• 焊接条件：265 ±5°C，持续5秒，烙铁头位于安装平面下方1/16英寸处。

3.2 电气/光学特性

这些是在Ta=25°C下测量的典型工作参数。

• 每段平均发光强度（IV）：
  • 最小值：320 µcd，典型值：900 µcd（IF=1mA时）
  • 典型值：11700 µcd（IF=10mA时）
• 峰值发射波长（λp）：650 nm（IF=20mA时）
• 光谱线半宽（Δλ）：20 nm（IF=20mA时）
• 主波长（λd）：639 nm（公差±1 nm）（IF=20mA时）
• 每芯片正向电压（VF）：典型值2.6V，范围2.1V至2.6V（公差±0.1V）（IF=20mA时）
• 每段反向电流（IR）：最大值100 µA（VR=5V时）- 注意：此参数仅用于测试，不可用于连续工作。
• 发光强度匹配比：最大值2:1（IF=1mA时，相似发光区域段位之间）
• 串扰规格：≤ 2.5%

3.3 分档范围分布（分级系统）

LED的发光强度被分为不同档位，以确保生产批次内的一致性。档位代码（F, G, H, J, K）对应特定的最小和最大发光强度值（单位：微坎德拉，µcd），每个档位公差为±15%。这使得设计人员可以选择亮度匹配的显示屏。

4. 内部电路与引脚配置

4.1 内部电路图

显示屏内部电路中，每个数字的七个段位（A至G）和小数点（DP）都是一个独立的LED。数字1所有段位的阴极连接到一个公共引脚，数字2同理。这构成了每个数字的共阴极配置。

4.2 引脚连接表

该器件采用10引脚配置。引脚定义如下：

• 引脚1：阳极 G（段位G）
• 引脚2：无连接（N/C）
• 引脚3：阳极 A（段位A）
• 引脚4：阳极 F（段位F）
• 引脚5：数字2的公共阴极
• 引脚6：阳极 D（段位D）
• 引脚7：阳极 E（段位E）
• 引脚8：阳极 C（段位C）
• 引脚9：阳极 B（段位B）
• 引脚10：数字1的公共阴极

这种排列方式支持多路复用驱动，即两个数字以高频交替点亮，从而产生两者同时点亮的视觉效果。

5. 应用指南与注意事项

5.1 预期用途与设计考量

本显示屏设计用于普通电子设备，包括办公设备、通信设备和家用电器。对于需要极高可靠性且故障可能危及安全的应用（如航空、医疗系统），使用前需进行咨询。关键设计考量包括：

• 驱动电路：强烈建议采用恒流驱动，以确保发光输出一致性和使用寿命。电路设计必须适应正向电压（VF：2.1V至2.6V）的全范围，以保证在所有条件下都能提供目标驱动电流。
• 电流与温度管理：在超过推荐电流或环境温度下工作将导致光输出加速衰减和潜在的过早失效。在更高的环境温度下，驱动电流必须降额使用。
• 保护电路：驱动电路应包含针对上电或关机期间可能出现的反向电压和瞬态电压尖峰的保护措施，因为这些可能损坏LED芯片。
• 避免反向偏置：应避免持续的反向偏置，因为这可能导致半导体内部金属迁移，增加漏电流或引起短路。

5.2 装配与操作注意事项

• 焊接：严格遵守指定的焊接条件（265°C ±5°C，持续5秒）。装配期间，显示屏本体本身的温度不得超过最大额定值。
• 机械应力：装配过程中不要对显示屏本体施加异常力。使用适当的工具和方法。
• 环境条件：避免环境温度急剧变化，尤其是在高湿度环境中，以防止LED表面形成冷凝，这可能影响性能或造成损坏。
• 存储：在指定的温度范围（-35°C至+85°C）内存储。额外的存储条件说明警告避免可能导致湿气侵入或机械应力的环境。
• 前面板/滤光片交互：如果使用压敏胶将印刷薄膜或图案滤光片贴在显示屏表面，不建议让这一侧与前面板或盖板紧密接触。压力或摩擦可能导致薄膜从其原始位置移位。

6. 性能分析与技术对比

6.1 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形曲线，但可以推断AlInGaP超红LED的典型性能：

• IV（电流-电压）曲线：呈现标准的二极管特性，在20mA时正向电压通常约为2.6V。曲线相对陡峭，表明一旦达到开启电压，导电性良好。
• 发光强度 vs. 电流（LI-I）：在较低电流水平下，光输出随电流超线性增加，在较高电流下变得更线性。如规格所示，在10mA下工作比在1mA下提供显著更高的亮度。
• 温度依赖性：正向电压（VF）具有负温度系数（随温度升高而降低）。发光强度通常随结温升高而降低，这就是为什么热管理和电流降额至关重要。
• 光谱分布：650 nm的峰值波长和639 nm的主波长使该LED位于光谱的深红/超红区域。窄的光谱半宽（20 nm）表明色彩纯度高。

6.2 与其他技术的区别

与较旧的GaAsP或标准红GaP LED相比，AlInGaP技术具有多项优势：

• 更高的效率与亮度：AlInGaP提供更优越的发光效率，在相同驱动电流下产生更高的光输出。
• 更好的温度稳定性：虽然仍对温度敏感，但AlInGaP通常在高温下比旧技术能更好地保持性能。
• 更优异的色彩：超红色通常被认为更鲜艳、更饱和。
• 使用不透明的GaAs衬底有助于将光线向前引导，与某些透明衬底设计相比，提高了整体效率。

7. 典型应用场景与设计案例

7.1 应用场景

LTD-322KD-31是任何需要紧凑、明亮、可靠数字显示的设备的理想选择。常见应用包括：

• 测试与测量设备（万用表、电源）。
• 消费电子产品（音频放大器、时钟收音机、厨房电器）。
• 工业控制面板和计时器。
• 销售点终端和计算器。
• 汽车售后配件（例如，电压监测器）。

7.2 设计案例：多路复用驱动电路

典型设计使用微控制器以多路复用配置驱动此显示屏。微控制器将有两组8个输出（7段+小数点）连接到段位阳极（引脚1、3、4、6、7、8、9以及使用的小数点阳极）。微控制器的两个额外引脚，配置为开漏或通过晶体管连接，将控制公共阴极引脚（5和10）。软件例程将：

1. 关闭两个公共阴极驱动器。
2. 将数字1的段位模式输出到段位线。
3. 短暂使能（接地）数字1的公共阴极。
4. 短暂延迟（例如，5-10ms）后，关闭数字1的阴极。
5. 输出数字2的段位模式。
6. 短暂使能数字2的公共阴极。
7. 以足够高的频率重复此循环以避免可见闪烁（通常>60Hz）。

每个段位阳极线需要串联限流电阻。其阻值根据电源电压（Vcc）、LED正向电压（VF ~2.6V）和所需的段位电流（例如，高亮度时10mA）计算：R = (Vcc - VF) / I_segment。可以使用恒流驱动IC代替电阻，以实现更精确和稳定的亮度控制。

8. 常见问题解答（FAQ）

8.1 发光强度分档的目的是什么？

分档确保了生产批次内的一致性。当在单个产品（如多位面板）中使用多个显示屏时，指定相同的档位代码可保证所有数字具有紧密匹配的亮度，防止某些数字看起来比其他数字更暗或更亮。

8.2 我可以用恒压源驱动此显示屏吗？

不建议这样做。LED是电流驱动器件。它们的正向电压有公差且随温度变化。带串联电阻的恒压源是一种常见的近似方法，但对于最佳性能和寿命，尤其是在宽温度范围内，真正的恒流驱动器更优。

8.3 为什么有一个“无连接”引脚？

10引脚封装可能是一种标准封装形式。在此特定器件型号中，引脚2留作无连接（N/C）。它不应连接到任何电路走线。

8.4 如何理解“串扰规格 ≤ 2.5%”？

串扰是指由于漏电流或来自相邻驱动段位的电容耦合，导致本应熄灭的段位出现不应有的发光。值≤2.5%意味着在指定条件下，“熄灭”段位的发光强度不应超过完全“点亮”段位强度的2.5%，确保活动与非活动段位之间有良好的对比度。

8.5 与标准红色相比，“超红”是什么意思？

超红通常指主波长比标准红色LED更长，通常在630-660 nm范围内的LED。它呈现为更深、更饱和的红色。LTD-322KD-31的主波长为639 nm，属于此类，在色彩区分重要的应用中提供高视觉冲击力和良好性能。