ELD-512SURWB/S530-A3 LED数码管规格书 - 14.22mm字符高度 - 2.4V正向电压 - 25mA正向电流 - 亮红色

1. 产品概述

ELD-512SURWB/S530-A3是一款高可靠性、用于直插式安装的七段字符数码管。它采用标准工业尺寸，字符高度为14.22毫米（0.56英寸），适用于需要清晰数字读数的应用。该显示器采用黑色背景上的白色段设计，即使在明亮的环境光照条件下也能提供出色的对比度和可读性。其结构和材料符合无铅和RoHS环保标准。

1.1 核心优势与目标市场

该显示器的主要优势包括低功耗、标准化的封装尺寸便于集成到现有设计中，以及发光强度的分级以确保不同生产批次性能一致。它专为严苛环境下的可靠性而设计。主要目标应用领域是消费电子和工业电子，包括家用电器（如烤箱、微波炉）、各种测量与控制系统的仪器面板，以及需要清晰易读数字的通用数字读数显示器。

2. 技术参数深度解析

本节根据绝对最大额定值和光电特性表中的定义，对器件的电气、光学和热特性进行详细、客观的分析。

2.1 绝对最大额定值

器件的最大连续正向电流（I_F）额定值为25 mA。对于占空比为1/10、频率为1 kHz的脉冲工作模式，峰值正向电流（I_FP）可达60 mA。最大反向电压（V_R）限制为5 V；超过此值可能损坏LED结。总功耗（P_d）不得超过60 mW。工作温度范围规定为-40°C至+85°C，存储温度范围更宽，为-40°C至+100°C。器件可承受最高260°C的焊接温度，最长持续时间为5秒，这与标准的无铅回流焊和手工焊接工艺兼容。

2.2 光电特性

在标准测试条件下（Ta=25°C，I_F=10mA），单个段的典型发光强度（I_v）为17.6 mcd，规定最小值为7.8 mcd。在20mA电流下，正向电压（V_F）典型值为2.0V，最大值为2.4V。发光颜色为亮红色，这是通过使用AlGaInP（铝镓铟磷）芯片材料实现的。峰值波长（λ_p）典型值为632 nm，主波长（λ_d）典型值为624 nm，光谱带宽（Δλ）约为20 nm，这定义了红色的纯度和色调。反向电流（I_R）非常低，在5V反向偏压下的最大值仅为100 µA。

2.3 热特性

器件的性能与温度相关。当环境温度超过25°C时，必须降低正向电流，以防止超过最高结温并确保长期可靠性。所提供的正向电流降额曲线直观地定义了在指定工作温度范围内，任何给定工作温度下允许的最大连续电流。

3. 分级系统说明

规格书表明器件根据发光强度进行了分级。这意味着在制造过程中，LED会根据其在标准电流（例如10mA）下测得的发光输出进行测试和分组。这确保了最终用户获得一致的亮度，尤其是在单个产品中使用多个显示器时尤为重要。发光强度的容差规定为±10%。同样，正向电压围绕典型值的容差为±0.1V，这有助于设计稳定的驱动电路。

4. 性能曲线分析

4.1 光谱分布

光谱分布曲线显示了在不同波长下发射光的相对强度。对于这种基于AlGaInP的红光LED，该曲线将以624-632 nm范围为中心，并具有规定的20 nm带宽。对于颜色纯度或特定波长匹配至关重要的应用，此曲线非常重要。

4.2 正向电流与正向电压关系（I-V曲线）

这条基本曲线说明了施加在LED两端的电压与产生的电流之间的关系。它是非线性的。在20mA电流下，典型的V_F值为2.0V，这是该曲线的一个关键工作点。理解这种关系对于设计适当的限流电路至关重要，因为LED是电流驱动器件。

4.3 正向电流降额曲线

这张关键的图表绘制了最大允许连续正向电流与环境温度的关系。随着温度升高，最大安全电流线性下降。遵守此降额曲线对于防止热失控并确保器件在其安全工作区（SOA）内运行至关重要，从而最大限度地延长其使用寿命。

5. 机械与封装信息

该器件为直插式元件，采用标准的14.22毫米字符高度封装。详细的封装尺寸图提供了所有关键的机械尺寸，包括总高度、宽度、字符段尺寸以及引脚间距和直径。未指定尺寸的公差为±0.25毫米。内部电路图显示了七段和十进制小数点的共阳极配置，这对于正确设计多路复用或直接驱动电路至关重要。引脚排列图标识了哪个引脚对应哪个段（a-g）以及公共阳极。

6. 焊接与组装指南

焊接温度的绝对最大额定值为260°C，持续时间不得超过5秒。在波峰焊或手工焊接过程中必须严格遵守此参数，以防止损坏内部LED芯片和环氧树脂封装。在操作和组装过程中必须遵循标准的ESD（静电放电）预防措施，因为LED芯片对静电敏感。这包括使用接地腕带、防静电工作站和导电地垫。LED必须始终在正向偏压条件下工作。

7. 包装与订购信息

标准包装流程为：每管20片，每箱63管，每主箱4箱。包装上的标签包含几个用于追溯和识别的关键字段：CPN（客户产品编号）、P/N（产品编号）、QTY（包装数量）、CAT（发光强度等级/类别）和LOT No.（批号）。理解此标签对于库存控制以及确保在生产中使用正确的元件版本非常重要。

8. 应用建议

8.1 典型应用电路

作为共阳极显示器，每个段的阴极独立驱动，通常通过一个限流电阻和一个晶体管或一个能够吸收所需电流的专用LED驱动IC。公共阳极引脚连接到正电源电压。多路复用多个数字是减少微控制器上所需驱动引脚数量的常用技术。

8.2 设计考虑与警告

限流：每个段必须串联一个电阻，以将正向电流设定为所需值（例如10-20 mA），该电阻值根据电源电压和LED的正向电压计算得出。反向电压保护：电路设计必须防止施加超过5V的反向电压，因为这可能导致不可逆的损坏。如果驱动电路在关闭时可能使LED承受反向电压，则可能需要一个与LED并联的保护二极管（正常工作时反向偏置）。热管理：确保工作电流根据环境温度进行降额。在高温环境中，考虑降低驱动电流或改善通风。

9. 技术对比与差异化

与旧技术或更小的显示器相比，ELD-512SURWB/S530-A3在尺寸（0.56英寸）、亮度和可靠性之间取得了平衡。其主要差异化特点包括使用高效的AlGaInP半导体材料实现亮红色发光、采用黑底白字设计以获得高对比度，以及符合现代环保标准（无铅、RoHS）。与表面贴装替代方案相比，直插式设计提供了机械坚固性和易于原型制作的优点，尽管它需要更多的电路板空间。

10. 常见问题解答（FAQ）

问：发光强度分级（CAT）的目的是什么？

答：它将具有相似亮度水平的LED分组。这确保了当多个显示器在产品中并排使用时外观均匀，避免了亮度/暗度不匹配。

问：我可以直接用5V微控制器引脚驱动这个显示器吗？

答：不行。你必须使用限流电阻。对于5V电源，典型的V_F为2.0V，以及所需的I_F为20mA，电阻值应为 R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。同时，确保MCU引脚能够吸收所需的段电流。

问：“共阳极”是什么意思？

答：这意味着所有LED段的阳极（正极）连接在一起，形成一个公共引脚。要点亮一个段，你需要将公共阳极连接到Vcc，并将相应的阴极引脚驱动为低电平（通过电阻接地）。

问：需要散热器吗？

答：对于在接近温度上限处以最大额定电流（25mA）连续运行的情况，建议仔细规划电路板布局以利于散热。对于大多数在中等电流和温度下的应用，不需要单独的散热器。

11. 实际设计与使用示例

示例1：简单的4位电压表显示。四个ELD-512SURWB显示器可以多路复用以显示从0.000到19.99V的电压读数。微控制器将通过PNP晶体管依次使能每个数字的公共阳极，并在共享的阴极线上输出该数字正确的7段码图案，每个阴极线上都有适当的限流电阻。刷新率必须足够高（>60Hz）以避免闪烁。

示例2：工业定时器/倒计时显示。在控制面板上使用时，显示器的高对比度确保了在光线充足的工厂环境中的可读性。其宽广的工作温度范围（-40°C至+85°C）使其适用于非恒温控制的空间。驱动电路将设计为每个段以保守的15mA电流工作，以增强长期可靠性并最大限度地减少发热。

12. 工作原理简介

七段LED显示器是由多个发光二极管（LED）按“8”字形排列而成的组件。每个段（标记为a到g）都是一个独立的LED。当正向偏置时——即相对于阴极，在阳极施加正电压——电子和空穴在半导体有源区（本例中为AlGaInP芯片）内复合，以光子（光）的形式释放能量。特定的材料成分（AlGaInP）决定了发射光的波长（颜色），对于本器件而言，该波长位于亮红色光谱范围内。通过选择性地点亮这七个段的不同组合，可以形成所有十进制数字（0-9）和一些字母。

13. 技术趋势与背景

尽管像这样的直插式显示器因其坚固性和在某些应用中的易用性而仍然流行，但电子产品的总体趋势是小型化和表面贴装技术（SMT）。SMT显示器占用空间更小、高度更低，并且更适合自动贴片组装。然而，直插式元件在原型制作、教育环境、抗振性至关重要的工业设备以及预期需要手工焊接或维修的应用中仍然受到重视。底层的LED技术，用于红/橙/黄光的AlGaInP和用于蓝/绿/白光的InGaN，在效率（每瓦特更多光）和可靠性方面持续改进。未来的显示器可能会集成更多智能功能，例如内置驱动器或通信接口（如I2C），从而简化最终工程师的设计工作。