LTC-5689KD LED数码管规格书 - 0.56英寸字高 - 超红(650nm) - 2.6V正向电压 - 70mW功耗 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

LTC-5689KD是一款高性能、三位七段LED数码管显示模块，专为需要清晰数字读数的应用而设计。其字高为0.56英寸（14.2毫米），提供出色的可视性。该显示器采用先进的AlInGaP（铝铟镓磷）超红LED芯片，生长在GaAs衬底上。选择此技术是因为其在红色光谱中具有高效率和卓越的色彩纯度。该器件呈现高对比度的外观，黑色面板搭配白色段，增强了在各种光照条件下的可读性。它根据发光强度进行分类，并提供符合RoHS指令的无铅封装，使其适用于考虑环保的现代电子设计。

1.1 主要特性与优势

LTC-5689KD提供了几个显著优势，使其成为设计人员的可靠选择：

• 光学性能：提供高亮度和高对比度，确保显示内容易于读取。它拥有宽广的视角，适用于观看者可能不直接在显示器正前方的应用场景。
• 能效：功耗要求低，这对于电池供电或注重能耗的设备非常有益。
• 外观与制造质量：具有连续均匀的段，有助于形成出色的字符外观，点亮段中无视觉断裂或间隙。固态结构确保了高可靠性和长使用寿命。
• 设计灵活性：多路复用共阳极配置简化了多位数码管的驱动电路，减少了所需的微控制器I/O引脚数量。
• 质量保证：器件根据发光强度进行分类（分档），当在单个组件中使用多个显示器时，可以实现一致的亮度匹配。

2. 技术规格详解

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极限。不建议在这些条件下操作显示器。

• 每段功耗：最大70 mW。
• 每段峰值正向电流：90 mA（在脉冲条件下：1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）。
• 每段连续正向电流：在25°C时为25 mA。当环境温度超过25°C时，此额定值以0.28 mA/°C线性降额。
• 工作与存储温度范围：-35°C 至 +105°C。
• 焊接条件：器件可承受在260°C下焊接3秒，测量点在安装平面下方1/16英寸（约1.6mm）处。

2.2 电气与光学特性

这些是在环境温度（Ta）为25°C时测量的典型工作参数。

• 平均发光强度（Iv）：在正向电流（IF）为1 mA驱动时，范围从320 μcd（最小值）到1250 μcd（最大值），并提供典型值。
• 峰值发射波长（λp）：650 nm（在IF=20mA时）。这定义了超红发射的色点。
• 谱线半宽（Δλ）：20 nm（在IF=20mA时），表示光谱纯度。
• 主波长（λd）：639 nm（在IF=20mA时）。
• 每芯片正向电压（VF）：典型值为2.60V，在IF=20mA时范围为2.10V至2.60V。电路设计必须考虑此变化。
• 每段反向电流（IR）：当施加5V反向电压（VR）时，最大为100 μA。此参数仅用于测试目的；禁止连续反向偏压操作。
• 发光强度匹配比：在IF=1mA时，相似发光区域内段之间的最大比值为2:1，确保均匀性。
• 串扰：规格小于1.0%，最大限度地减少相邻段的不必要照明。

3. 机械与封装信息

3.1 封装尺寸与公差

机械图纸提供了PCB布局和外壳设计的关键尺寸。除非另有说明，所有主要尺寸均以毫米为单位，标准公差为±0.25mm。组装的关键注意事项包括：段上的异物或气泡不得超过10密耳；反射器的弯曲必须小于其长度的1%；表面油墨污染必须低于20密耳。引脚尖端偏移公差为±0.4 mm。为了可靠焊接，建议PCB孔径为1.0 mm。

3.2 引脚配置与内部电路

该显示器采用14引脚配置。它是一种多路复用共阳极类型。引脚排列如下：引脚1-7分别是段A至G的阴极。引脚8是小数点DP1、DP2和DP3的公共阴极。引脚9、10和11分别是数字3、2和1的公共阳极。引脚12是小数点DP4和DP5的公共阳极。引脚13和14分别是DP5和DP4的阴极。内部电路图清晰地显示了三个数字和五个小数点是如何互连的，这对于设计正确的多路复用驱动时序至关重要。

4. 应用指南与设计考量

4.1 关键应用注意事项

遵循这些指南对于可靠运行至关重要：

• 工作极限：切勿超过电流、功率或温度的绝对最大额定值，否则将导致严重的光输出衰减或灾难性故障。
• 驱动电路设计：强烈建议使用恒流驱动以保持一致的亮度和寿命。电路设计必须适应规定的正向电压（VF）全范围。必须提供针对反向电压和电源循环期间瞬态尖峰的保护，以防止损坏。
• 热管理：必须根据应用环境中的最高环境温度对驱动电流进行降额，以防止过热。
• 环境因素：避免在潮湿环境中温度快速变化，以防止显示器上凝结水汽。组装过程中不要对显示器主体施加机械力。
• 与覆盖层配合使用：如果使用压敏粘合剂施加印刷/图案薄膜，请避免让其直接压在前面板上，因为外力可能导致其移位。
• 多显示器匹配：对于使用两个或更多显示器的组件，请选择来自相同发光强度分档的单元，以确保外观均匀。
• 机械应力测试：如果最终产品需要进行跌落或振动测试，必须提前评估条件以确保显示器兼容性。

4.2 存储条件

正确的存储可以保持显示器的可焊性和性能。当产品在其原始防潮包装内时，推荐的存储条件是温度在5°C至30°C之间，相对湿度低于60% RH。如果未满足这些条件，或者防潮袋打开超过六个月，引脚可能会氧化。在这种情况下，使用前可能需要进行重新电镀和重新分选。建议管理库存以避免长期存储，并及时使用产品。

5. 性能曲线与特性分析

规格书引用了典型的性能曲线，这对于详细的设计分析至关重要。虽然具体图表未在文本中复制，但它们通常包括：

• 正向电流与正向电压关系曲线（I-V曲线）：显示驱动电流与LED芯片两端压降之间的关系，对于设计限流电路至关重要。
• 发光强度与正向电流关系曲线：说明光输出如何随驱动电流增加，有助于为所需亮度选择合适的工作点。
• 发光强度与环境温度关系曲线：展示光输出随温度升高而降额的情况，为热设计决策提供信息。
• 光谱分布图：相对强度与波长的关系图，确认峰值波长和主波长以及光谱半宽。

这些曲线使工程师能够预测非标准条件（不同电流或温度）下的性能，并优化设计以提高效率和可靠性。

6. 典型应用场景与设计说明

LTC-5689KD适用于普通电子设备，包括办公自动化设备、通信设备和家用电器。其清晰的数字显示使其适用于：

• 测试和测量设备（万用表、电源）。
• 工业控制面板和计时器。
• 消费类电器，如微波炉、音频接收器或气候控制系统。
• 销售点终端和信息显示屏。

设计说明：对于需要极高可靠性且故障可能影响安全的应用（例如，航空、医疗设备、交通控制），必须进行应用前咨询以评估适用性。驱动微控制器固件必须实现正确的多路复用例程，依次激活公共阳极（引脚9、10、11、12），同时将相应的段阴极拉低以点亮每个数字所需的段。视觉暂留效应会产生所有数字持续点亮的错觉。

7. 技术对比与差异化

与标准GaAsP或GaP红色LED等旧技术相比，LTC-5689KD中的AlInGaP超红芯片提供了显著更高的发光效率，从而在相同驱动电流下实现更高的亮度。与标准红色LED的橙红色相比，其颜色是更深、更饱和的红色（650nm峰值）。多路复用共阳极设计是与静态驱动显示器的一个关键区别，它大大减少了所需的驱动引脚数量（从静态驱动的26+个减少到多路复用的14个），简化了PCB布局并降低了对微控制器资源的要求，尽管代价是需要专用的扫描驱动例程。

8. 常见问题解答（基于技术参数）

问：发光强度分档的目的是什么？

答：分档确保了产品的一致性。当多个显示器并排使用时，从同一分档中选择可以保证单元之间的亮度差异最小，从而呈现出专业、均匀的外观。

问：为什么推荐恒流驱动而不是恒压驱动？

答：LED正向电压（VF）存在公差（例如，2.1V至2.6V）。恒压源会导致不同段或不同显示器之间的电流（以及亮度）存在显著差异。恒流源确保无论VF如何变化，电流都相同，从而保证亮度均匀。

问：我可以用5V微控制器引脚直接驱动这个显示器吗？

答：不可以。您必须使用限流电阻，或者最好使用专用的恒流驱动IC。将5V引脚直接连接到段阴极（阳极通电）可能会超过绝对最大连续电流（25mA）并损坏LED。电阻值必须根据电源电压、LED的VF和所需的正向电流（IF）来计算。

问：对于连续正向电流，“从25°C线性降额”是什么意思？

答：这意味着环境温度每升高1°C超过25°C，最大允许连续电流就减少0.28 mA。例如，在50°C时（高出25°C），每段最大电流将为25 mA - (25 * 0.28 mA) = 25 mA - 7 mA = 18 mA。

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。