LTC-47C1SW LED数码管规格书 - 0.4英寸字高 - 白色 - 3.2V正向电压 - 35mW功耗 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTC-47C1SW是一款四位七段字符数码显示模块。其字高为0.4英寸（10.16毫米），适用于需要清晰、中等尺寸数字读数的应用场景。该显示器采用基于氮化铟镓（InGaN）半导体技术的白色发光二极管（LED），芯片安装在蓝宝石衬底上。该器件呈现高对比度的外观，白色发光段落在黑色背景面上。它采用符合RoHS（有害物质限制）指令的无铅封装结构。

1.1 核心优势与目标市场

这款显示器为电子设计工程师提供了多项关键优势。其低功耗要求使其具有高能效，而高亮度和出色的字符外观确保了在各种光照条件下的可读性。宽视角对于可能从非正轴位置观看显示器的应用至关重要。LED技术固有的固态可靠性提供了长使用寿命以及抗冲击和抗振动的能力。这些特性使得LTC-47C1SW成为消费电子产品、工业仪器仪表、测试测量设备、销售点终端以及汽车仪表盘显示等需要可靠、清晰数字信息的应用场景的理想选择。

2. 技术参数深度客观解读

2.1 光度与电气特性

LTC-47C1SW的性能是在环境温度（Ta）为25°C的标准测试条件下定义的。关键参数全面描述了其工作范围。

• 发光强度（Iv）：当以10毫安（mA）的正向电流（IF）驱动时，每段的典型发光强度为18毫坎德拉（mcd）。规定的最小值为12.8 mcd。该参数量化了发光段落的感知亮度。
• 正向电压（VF）：LED段在导通电流时的电压降。对于此器件，在5 mA测试电流下，典型正向电压在2.70V至3.2V之间。该值对于设计驱动器中的限流电路至关重要。
• 色度坐标（x, y）：这些坐标定义了白光在CIE 1931色度图上的颜色点。提供的典型值（x=0.294， y=0.286）指示了一种特定的白色色调。这些坐标的容差为±0.01。
• 反向电流（IR）：施加5V反向偏压时的最大漏电流为100 µA。需要注意的是，此参数仅用于测试目的；该器件不适用于在反向电压下连续工作。
• 串扰：≤ 2.5%的规格表示相邻段或数字之间允许的最大光泄漏或电干扰，确保字符清晰度。

2.2 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。不建议在此极限之外工作。

• 每段功耗：最大35 mW。
• 每段峰值正向电流：最大50 mA，在脉冲条件下（频率1 kHz，占空比10%）。
• 每段连续正向电流：最大连续电流值随环境温度升高，从其在25°C时的值开始以0.125 mA/°C的速率线性降额。
• 工作温度范围：-35°C 至 +80°C。
• 存储温度范围：-35°C 至 +105°C。
• 焊接条件：该器件可承受波峰焊或回流焊，在安装平面下方1/16英寸（约1.6毫米）处的温度在3秒内不超过260°C。

3. 分档系统说明

LTC-47C1SW采用色调分档系统，根据其精确的白色色点对器件进行分类。这对于需要在多个显示器之间或在多位单元内保持颜色一致性的应用至关重要。分档由CIE 1931色度图上的四边形定义，由其角坐标（x, y）指定。规格书中列出了多个分档（例如，S1-2、S2-2、S3-1、S3-2、S4-1、S4-2、S5-1、S6-1）。每个分档在x和y坐标上都有±0.01的容差。该系统允许制造商从特定分档中选择LED，以实现所有段和数字之间统一的白色外观，最大限度地减少视觉颜色差异。

4. 机械与封装信息

4.1 尺寸与公差

封装外形图提供了PCB（印刷电路板）布局和组装的关键机械尺寸。除非另有说明，所有主要尺寸均以毫米为单位，标准公差为±0.25毫米。

• 引脚尖端偏移公差：引脚尖端位置的允许偏差为±0.25毫米。
• 垫片细节：设计了一个垫片结构，允许±0.5毫米的滑出公差，可能有助于组装过程中的对齐。
• 推荐PCB孔径：建议引脚的孔径为0.9毫米。

4.2 视觉与外观规格

规格书包含多个与显示器外观相关的质量控制参数：

• 段上的异物必须≤ 10密耳（0.254毫米）。
• 表面的油墨污染必须≤ 20密耳（0.508毫米）。
• 反射器的弯曲必须≤其长度的1%。
• 段内的气泡必须≤ 10密耳（0.254毫米）。
• 一项特定说明要求使用\"仅限硬度引脚\"，表明需要使用具有足够机械刚性的引脚。

5. 内部电路与引脚配置

LTC-47C1SW是一款共阴极显示器。内部电路图显示，四个数字中的每一个共享其阴极连接。七个段（A、B、C、D、E、F、G）和两个小数点（DP1、DP2）的阳极以多路复用的方式连接。具体来说，段的阳极在数字对之间分组（数字1和2以及数字3和4），以便于时分复用，这是一种用较少驱动引脚控制多位显示器的常用技术。

20引脚连接表对于正确布线至关重要：

• 引脚5、10、15、20分别是数字2、4、3和1的公共阴极。
• 引脚2和7是小数点DP1和DP2的阳极。
• 其余引脚是各个段（A-G）的阳极，在特定数字对之间共享，如表所示。例如，引脚1是数字1和2的段D的阳极。

6. 焊接与组装指南

正确的处理和组装对于可靠性至关重要。该器件对静电放电（ESD）敏感。强烈建议在处理过程中使用腕带或防静电手套，并确保所有设备和工作台正确接地。

对于焊接，关键参数是限制器件本体的温度。规格允许在波峰焊或回流焊过程中，在安装平面下方1.6毫米处测量的最高温度为260°C，持续时间为3秒。遵守这些限制可以防止LED芯片和塑料封装受到热损伤。

7. 应用建议

7.1 典型应用电路

共阴极、多路复用阳极结构设计用于与微控制器或专用LED驱动IC配合使用。典型电路涉及使用晶体管开关（例如，NPN BJT或N沟道MOSFET）依次吸收通过每个数字阴极的电流（数字扫描）。段阳极线通过限流电阻以适当的模式驱动。复用频率应足够高（通常>60 Hz），以避免由于视觉暂留效应产生可见闪烁。

7.2 设计注意事项

• 限流：每个阳极线必须使用外部电阻来设定正向电流（例如，根据规格书，每段5-10 mA）。电阻值可使用公式 R = (Vcc - VF) / IF 计算，其中Vcc是电源电压，VF是LED的正向电压（为安全起见使用最大值），IF是所需的正向电流。
• 驱动能力：驱动IC或微控制器端口必须能够在数字激活期间提供该数字内所有点亮段的累积电流。
• 视角：宽视角允许相对于用户的安装位置具有灵活性。
• 热管理：虽然功耗较低，但确保外壳内有足够的通风有助于维持LED的使用寿命，尤其是在较高的环境温度下。

8. 技术对比与差异化

与其他七段显示器相比，LTC-47C1SW使用InGaN白色SMD芯片，相比红色GaAsP LED或滤光白色LED等旧技术具有优势。InGaN LED通常提供更高的效率、更好的颜色稳定性以及更一致的白色色点。0.4英寸的字高使其定位于便携设备中使用的小型显示器和标牌中使用的大型显示器之间。其多路复用引脚排列是一种标准设计，最大限度地减少了4位显示器所需的控制器I/O引脚数量，与每个数字的每个段都有独立驱动引脚的显示器相比，提供了一种经济高效且节省空间的解决方案。

9. 基于技术参数的常见问题解答

问：色调分档系统的目的是什么？

答：色调分档确保颜色一致性。对于多位显示器，使用来自相同或相邻分档的LED可以保证所有数字发出相同的白色色调，防止某个数字看起来与相邻数字明显不同（例如，更蓝或更黄）。

问：我可以用5V微控制器驱动这个显示器吗？

答：可以，但必须使用限流电阻。由于典型正向电压约为3V，如果没有电阻，5V电源会迫使过大电流通过LED，可能将其损坏。始终需要串联电阻。

问：\"共阴极\"对我的电路设计意味着什么？

答：共阴极意味着一个数字中的所有LED共享一个负极（地）连接。要点亮一个数字，您需要将其阴极引脚接地（通过晶体管开关），并向您希望点亮的段的阳极施加正电压（通过限流电阻）。

问：如何理解峰值正向电流额定值？

答：在10%占空比下的50 mA峰值额定值允许在复用系统中使用更高的电流短脉冲来实现更大的瞬时亮度。长时间的平均电流不得超过连续电流额定值，该值较低且随温度降额。

10. 工作原理简介

七段显示器是由排列成“8”字形的发光二极管组成的组件。通过选择性地点亮特定段（标记为A到G），它可以形成所有十个数字（0-9）和一些字母。LTC-47C1SW将四个这样的数字阵列集成到一个封装中。LED中使用的InGaN半导体材料在电子与空穴跨越材料带隙复合时会发出蓝光。这种蓝光被LED封装内部的荧光粉涂层部分转换为更长波长（黄色），从而被人眼感知为白光。用于通过一组段驱动器控制四个数字的复用技术的工作原理是快速依次循环为每个数字供电。在任何瞬间只有一个数字被点亮，但由于人眼的视觉暂留效应，如果循环频率足够高，所有四个数字看起来都是连续点亮的。

11. 发展趋势

七段显示器技术的发展趋势持续集中在几个关键领域。InGaN LED芯片的效率提升使得在更低驱动电流下获得更高亮度，从而降低功耗和发热。另一个趋势是追求更高的颜色一致性以及更广泛的可选白色色温（例如，冷白、中性白、暖白），以更好地匹配应用的美学需求。集成是另一个趋势，一些显示器将驱动IC和限流电阻集成在同一模块内，为最终工程师简化了设计。此外，封装技术的进步可能允许更薄的轮廓和更高的坚固性，以适应恶劣环境应用。