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LTS-2806CKR-P LED数码管规格书 - 0.28英寸数码高度 - 超红光 - 2.6V正向电压 - 70mW功耗 - 中文技术文档

LTS-2806CKR-P是一款0.28英寸单位数码SMD LED显示屏的完整技术规格书,采用AlInGaP超红光芯片,包含电气/光学特性、封装尺寸和应用指南。
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1. 产品概述

LTS-2806CKR-P是一款表面贴装器件,设计为单位数码显示。其核心功能是在一个紧凑、现代化的封装中提供清晰可靠的数字指示,适用于自动化组装工艺。该元件的显著特点是其发光芯片采用了铝铟镓磷半导体材料,该材料生长在砷化镓衬底上。选择这种材料技术是为了在红色到琥珀色光谱范围内产生高效率的光。其外观设计采用灰色面板和白色段码滤光片,这种组合旨在增强段码点亮时的对比度和可读性。

1.1 主要特性与目标应用

这款显示屏专为集成到空间、能效和可靠性是关键考虑因素的消费及工业电子设备中而设计。其0.28英寸的数码高度在可视性和电路板空间占用之间取得了平衡。连续、均匀的段码设计确保了字符外观的一致性和专业性。主要优势包括低功耗要求、高亮度输出、出色的对比度和宽广的视角,使其适用于各种读数应用。它按发光强度进行了分类,便于在多位数码应用中匹配亮度,并且采用符合RoHS指令的无铅封装。典型应用包括仪器仪表盘、家用电器、通信设备、办公自动化设备以及需要单个数码显示的各种控制面板。

2. 技术规格与客观解读

LTS-2806CKR-P的性能由一组绝对最大额定值和标准电气/光学特性定义。理解这些参数对于可靠的电路设计和长期运行至关重要。

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,不适用于正常工作条件。每个段码的最大功耗为70 mW。每个段码的峰值正向电流额定值为90 mA,但这仅在特定的脉冲条件下允许:占空比为1/10,脉冲宽度为0.1 ms。每个段码的连续正向电流在25°C时为25 mA,并随温度升高线性降额。器件的工作和存储温度范围为-35°C至+105°C。对于手工焊接,烙铁头应在260°C下,于安装平面下方1/16英寸处停留最多3秒。

2.2 电气与光学特性

这些参数是在标准测试条件下测量的,代表典型性能。平均发光强度是主要指标。在正向电流为1 mA时,最小强度为201 µcd,典型值为650 µcd。在10 mA时,典型强度显著上升至8250 µcd。每个芯片的正向电压在20 mA测试电流下典型值为2.6V,最大值为2.6V。峰值发射波长典型值为639 nm,主波长典型值为631 nm,两者均在20 mA下测量,输出光色明确属于超红光区域。光谱线半宽为20 nm。每个段码在5V反向电压下的反向电流最大为100 µA。必须注意,此反向电压条件仅用于测试目的,器件不得在反向偏压下连续工作。在1 mA驱动下,段码间的发光强度匹配比最大为2:1。

3. 分档与性能匹配

规格书指出LTS-2806CKR-P“按发光强度分类”。这指的是一个分档过程,即根据制造单元在标准测试电流下测得的发光输出进行分类。这使得设计人员可以从相同或相邻的强度档位中选择显示屏,以确保多位数码显示中所有数码的亮度均匀,避免段码亮度出现明显差异。虽然此摘要未详述具体的分档代码,但对于需要一致视觉外观的应用而言,此功能至关重要。

4. 性能曲线分析

虽然具体图表未以文本形式再现,但规格书引用了“典型电气/光学特性曲线”。这些曲线对设计工程师来说非常宝贵。它们通常包括正向电流与正向电压的关系曲线,显示二极管的导通行为。更重要的是,它们包括发光强度随正向电流变化的曲线,该关系是非线性的。此曲线有助于设计人员选择最佳驱动电流,以实现所需亮度,同时管理功耗和热量。另一条关键曲线描绘了发光强度随环境温度的变化,显示光输出如何随温度升高而下降。这对于设计在高温环境下运行的系统至关重要,确保包含足够的亮度余量。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与公差

LTS-2806CKR-P采用表面贴装封装提供。所有关键尺寸均以毫米为单位提供。除非另有说明,一般公差为±0.25 mm。规格书还包括具体的视觉和机械质量标准:段码上的异物必须≤10密耳,表面油墨污染≤20密耳,段码内气泡≤10密耳,反射器弯曲必须≤其长度的1%,塑料引脚毛刺不得超过0.1 mm。这些标准确保了组装过程中一致的物理质量和可靠的贴装。

5.2 内部电路与引脚配置

该器件具有显示共阳极配置的内部电路图。这意味着所有LED段码的阳极在内部连接在一起。该显示屏共有12个引脚。引脚连接表对于PCB布局至关重要:引脚4和引脚9均为共阳极连接。段码A、B、C、D、E、F、G和DP的阴极分别连接到引脚8、7、5、2、3、10、12和6。引脚1和11标记为“无连接”。必须严格遵循此引脚排列以确保正确的段码点亮。

6. 焊接、组装与操作指南

6.1 SMT焊接说明

该器件设计用于回流焊接工艺。一个关键说明是回流工艺循环次数必须少于两次。此外,如果需要第二次焊接,必须在第一次和第二次焊接工艺之间让器件冷却至正常环境温度。推荐的回流曲线包括120–150°C的预热阶段,预热时间最长120秒。回流期间的峰值温度不得超过260°C。对于使用烙铁的手工焊接,最高烙铁头温度为300°C,每个焊点的焊接时间不得超过3秒。

6.2 推荐焊接焊盘图形

为PCB设计提供了焊盘图形建议。遵循此图形对于实现可靠的焊点、正确的对齐以及在热循环期间最小化元件应力至关重要。该图形定义了PCB上与器件端子相对应的铜焊盘的尺寸、形状和间距。

6.3 湿度敏感性与存储

SMD显示屏以防潮包装运输。它们应储存在30°C或以下、相对湿度60%或以下的环境中。一旦打开原始密封包装,元件就会开始从大气中吸收湿气。如果打开后部件未储存在受控的干燥环境中,则在回流焊接前必须进行烘烤处理,以防止因水汽快速膨胀导致的“爆米花”现象或内部分层。烘烤条件有明确规定:如果仍在卷带上,则在60°C下烘烤≥48小时;如果是散装,则在100°C下烘烤≥4小时或在125°C下烘烤≥2小时。烘烤只能进行一次。

7. 包装与订购规格

该器件以编带盘卷形式提供,适用于自动化贴片组装。提供了包装卷盘和载带尺寸,载带材料指定为黑色导电聚苯乙烯合金。载带尺寸符合EIA-481标准。标准22英寸卷盘包含38.5米载带,可容纳1000个元件。对于剩余订单,最小包装数量为250件。载带包括前导带和尾带,以方便机器送料。

8. 应用设计考虑与注意事项

规格书包含重要的应用注意事项。该显示屏适用于普通电子设备。对于需要极高可靠性且故障可能危及生命或健康的应用,在使用前需要咨询制造商。设计人员必须遵守绝对最大额定值。超过推荐的驱动电流或工作温度可能导致严重的光输出衰减或过早失效。驱动电路应包括防止反向电压以及上电或关机期间瞬态电压尖峰的保护措施。建议采用恒流驱动而非恒压驱动,以确保无论单个LED之间或随温度变化的正向电压如何变化,都能保持一致的发光强度。电路设计必须考虑整个规定的正向电压范围,以确保始终提供预期的驱动电流。应考虑适当的散热和电路板布局,以将结温维持在安全范围内,尤其是在较高电流或温暖环境中运行时。

9. 技术对比与差异化

LTS-2806CKR-P通过其特定的属性组合实现差异化。与标准GaAsP等旧技术相比,红色芯片采用AlInGaP技术通常能提供更高的效率和更好的高温性能。0.28英寸的数码高度填补了较小、可视性较差的显示屏与较大、更耗电的显示屏之间的市场空白。共阳极配置是一个关键的差异化因素;许多驱动IC专为共阳极多路复用设计,使得该显示屏与多种标准显示驱动器兼容。其发光强度分类对于多位数设计相比未分档的部件是一个显著优势,确保了视觉一致性。

10. 常见问题解答

问:我可以用5V电源和一个简单的电阻驱动这个显示屏吗?

答:可以,但需要仔细计算。使用5V电源,每个段码的典型正向电压为2.6V,则限流电阻上的压降为2.4V。对于10 mA的期望电流,电阻值应为 R = V/I = 2.4V / 0.01A = 240 Ω。但是,您必须为每个段码阴极使用一个电阻,并在计算中考虑最大正向电压2.6V,以确保电流永远不会超过最大额定值。

问:为什么推荐恒流驱动?

答:LED亮度主要是电流的函数,而非电压。正向电压具有负温度系数,并且可能因器件而异。带有串联电阻的恒压源提供近似的恒流,但会随正向电压的变化而变化。专用的恒流驱动器无论这些变化如何都能提供稳定的电流,确保一致的亮度和更长的使用寿命。

问:对于峰值电流额定值,“1/10占空比,0.1ms脉冲宽度”是什么意思?

答:此额定值允许一个短暂的高电流脉冲,用于实现多路复用或频闪效果的额外亮度。您可以用90 mA脉冲驱动一个段码,但脉冲本身宽度不得超过0.1毫秒,并且随时间平均电流必须遵守1/10占空比。在此场景下,平均电流将为9 mA,也必须处于器件温度的连续电流降额限制内。

11. 设计与使用案例研究

场景:为恒温器设计一个单位数温度读数显示。LTS-2806CKR-P是一个理想选择。设计人员为电池供电设备选择每个段码5 mA的驱动电流,以平衡亮度和功耗。选择了一个带有集成段码显示驱动引脚的微控制器。由于显示屏是共阳极,微控制器的驱动器也相应配置。PCB布局严格遵循推荐的焊接焊盘图形。卷盘打开后,显示屏储存在干燥柜中。在组装过程中,使用单次回流焊接。最终产品显示出清晰、均匀明亮的红色数字,在典型的室内照明条件下易于读取,低整体功耗有助于延长电池寿命。

12. 技术原理介绍

核心发光原理基于半导体PN结。当施加正向电压时,来自N型材料的电子和来自P型材料的空穴被注入结区。当一个电子与一个空穴复合时,它会落到较低的能量状态,并以光子的形式释放能量差。这种光的特定波长由半导体材料的带隙决定。LTS-2806CKR-P使用AlInGaP,这是一种化合物半导体,其带隙可以通过调整其组成元素的比例来调节,以在红色到琥珀色光谱区域发射高效的光。GaAs衬底为生长AlInGaP外延层提供了晶体模板。

13. 行业趋势与背景

像LTS-2806CKR-P这样的显示元件趋势是朝着更高效率、更小封装和更高集成度发展。虽然分立式段码显示屏对于特定应用仍然至关重要,但同时也存在向集成点阵显示屏和OLED发展的趋势,后者在显示字符和图形方面提供了更大的灵活性。然而,对于简单、高亮度、低成本的数字指示,采用AlInGaP和InGaN等先进半导体材料的SMD段码显示屏仍然被广泛使用。对更低功耗、更宽工作温度范围和更高可靠性的需求推动了材料和封装的创新。正如该元件所示,转向无铅和符合RoHS的制造是受环境法规驱动的标准行业要求。

LED规格术语详解

LED技术术语完整解释

一、光电性能核心指标

术语 单位/表示 通俗解释 为什么重要
光效(Luminous Efficacy) lm/W(流明/瓦) 每瓦电能发出的光通量,越高越节能。 直接决定灯具的能效等级与电费成本。
光通量(Luminous Flux) lm(流明) 光源发出的总光量,俗称"亮度"。 决定灯具够不够亮。
发光角度(Viewing Angle) °(度),如120° 光强降至一半时的角度,决定光束宽窄。 影响光照范围与均匀度。
色温(CCT) K(开尔文),如2700K/6500K 光的颜色冷暖,低值偏黄/暖,高值偏白/冷。 决定照明氛围与适用场景。
显色指数(CRI / Ra) 无单位,0–100 光源还原物体真实颜色的能力,Ra≥80为佳。 影响色彩真实性,用于商场、美术馆等高要求场所。
色容差(SDCM) 麦克亚当椭圆步数,如"5-step" 颜色一致性的量化指标,步数越小颜色越一致。 保证同一批灯具颜色无差异。
主波长(Dominant Wavelength) nm(纳米),如620nm(红) 彩色LED颜色对应的波长值。 决定红、黄、绿等单色LED的色相。
光谱分布(Spectral Distribution) 波长 vs. 强度曲线 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 影响显色性与颜色品质。

二、电气参数

术语 符号 通俗解释 设计注意事项
正向电压(Forward Voltage) Vf LED点亮所需的最小电压,类似"启动门槛"。 驱动电源电压需≥Vf,多个LED串联时电压累加。
正向电流(Forward Current) If 使LED正常发光的电流值。 常采用恒流驱动,电流决定亮度与寿命。
最大脉冲电流(Pulse Current) Ifp 短时间内可承受的峰值电流,用于调光或闪光。 脉冲宽度与占空比需严格控制,否则过热损坏。
反向电压(Reverse Voltage) Vr LED能承受的最大反向电压,超过则可能击穿。 电路中需防止反接或电压冲击。
热阻(Thermal Resistance) Rth(°C/W) 热量从芯片传到焊点的阻力,值越低散热越好。 高热阻需更强散热设计,否则结温升高。
静电放电耐受(ESD Immunity) V(HBM),如1000V 抗静电打击能力,值越高越不易被静电损坏。 生产中需做好防静电措施,尤其高灵敏度LED。

三、热管理与可靠性

术语 关键指标 通俗解释 影响
结温(Junction Temperature) Tj(°C) LED芯片内部的实际工作温度。 每降低10°C,寿命可能延长一倍;过高导致光衰、色漂移。
光衰(Lumen Depreciation) L70 / L80(小时) 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 直接定义LED的"使用寿命"。
流明维持率(Lumen Maintenance) %(如70%) 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 表征长期使用后的亮度保持能力。
色漂移(Color Shift) Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 使用过程中颜色的变化程度。 影响照明场景的颜色一致性。
热老化(Thermal Aging) 材料性能下降 因长期高温导致的封装材料劣化。 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。

四、封装与材料

术语 常见类型 通俗解释 特点与应用
封装类型 EMC、PPA、陶瓷 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 EMC耐热好、成本低;陶瓷散热优、寿命长。
芯片结构 正装、倒装(Flip Chip) 芯片电极布置方式。 倒装散热更好、光效更高,适用于高功率。
荧光粉涂层 YAG、硅酸盐、氮化物 覆盖在蓝光芯片上,部分转化为黄/红光,混合成白光。 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。
透镜/光学设计 平面、微透镜、全反射 封装表面的光学结构,控制光线分布。 决定发光角度与配光曲线。

五、质量控制与分档

术语 分档内容 通俗解释 目的
光通量分档 代码如 2G、2H 按亮度高低分组,每组有最小/最大流明值。 确保同一批产品亮度一致。
电压分档 代码如 6W、6X 按正向电压范围分组。 便于驱动电源匹配,提高系统效率。
色区分档 5-step MacAdam椭圆 按颜色坐标分组,确保颜色落在极小范围内。 保证颜色一致性,避免同一灯具内颜色不均。
色温分档 2700K、3000K等 按色温分组,每组有对应的坐标范围。 满足不同场景的色温需求。

六、测试与认证

术语 标准/测试 通俗解释 意义
LM-80 流明维持测试 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减数据。 用于推算LED寿命(结合TM-21)。
TM-21 寿命推演标准 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 提供科学的寿命预测。
IESNA标准 照明工程学会标准 涵盖光学、电气、热学测试方法。 行业公认的测试依据。
RoHS / REACH 环保认证 确保产品不含有害物质(如铅、汞)。 进入国际市场的准入条件。
ENERGY STAR / DLC 能效认证 针对照明产品的能效与性能认证。 常用于政府采购、补贴项目,提升市场竞争力。