目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數詳解
- 2.1 光學特性
- 2.2 電氣特性
- 2.3 絕對最大額定值
- 份規格書表明呢款器件係根據發光強度進行分類嘅。呢個係指一個分級(binning)過程,生產出嚟嘅單元會根據測量到嘅光輸出進行分類。指定嘅強度範圍(最小值:630 µcd,典型值:1650 µcd)好可能代表咗唔同級別之間嘅分佈。設計師可以揀選特定嘅級別,以確保產品中多個顯示器嘅亮度一致性,或者滿足特定嘅亮度要求,雖然呢份文件冇詳細講明具體嘅分級代碼結構。 雖然呢份規格書冇明確提到波長或者正向電壓嘅分類,但呢種分類喺LED製造中好常見,目的係將光學同電氣特性非常接近嘅部件歸為一組,對於要求顏色或亮度均勻性嘅應用嚟講至關重要。 4. 性能曲線分析 份規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然具體嘅圖表冇喺文字中提供,但完整規格書通常會包含呢啲曲線,對設計嚟講係必不可少嘅。佢哋通常會說明: 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線):顯示非線性關係,有助於確定工作點同埋特定電流所需嘅驅動電壓。 發光強度 vs. 正向電流:展示光輸出點樣隨電流增加而增加,直到達到飽和點或者產生過多熱量為止。 發光強度 vs. 環境溫度:顯示當結溫升高時,光輸出會點樣降低,呢點對於散熱管理設計好緊要。 光譜分佈:一幅相對強度 vs. 波長嘅圖,可以直觀噉確認峰值波長、主波長同埋光譜寬度。 呢啲曲線可以讓工程師預測非標準條件下嘅性能,並優化佢哋嘅驅動電路同散熱設計。 5. 機械同封裝資料
- 6. 腳位連接同內部電路
- 7. 焊接同組裝指引
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題解答 (基於技術參數)
- 11. 設計同使用案例示例
- 12. 工作原理介紹
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
LTP-747KF係一款緊湊、高性能嘅5 x 7點陣LED顯示模組。佢嘅主要功能係喺各種電子設備同儀器中提供清晰、易讀嘅字母數字字符輸出。核心設計理念集中於以低功耗同高可靠性提供出色嘅視覺性能,令佢適合整合到消費電子產品、工業控制面板、儀器儀表以及其他需要狀態或數據顯示嘅應用中。
呢款器件嘅關鍵定位在於佢喺尺寸、亮度同效率之間取得平衡。0.7吋 (17.22mm) 嘅字元高度喺可讀性同電路板空間要求之間提供咗一個好好嘅折衷方案。採用先進嘅AlInGaP (磷化鋁銦鎵) 半導體技術製造其黃橙色LED晶片,顯示器可以直接從晶片材料實現高發光強度同優異嘅色純度,有助於提升整體性能同使用壽命。
2. 技術參數詳解
2.1 光學特性
光學性能由幾個喺標準測試條件 (TA=25°C) 下測量嘅關鍵參數定義。當以峰值電流 (I平均發光強度 (IV)) 為32mA、佔空比為1/16驅動時,數值範圍從最小值630 µcd到典型值1650 µcd。呢種高亮度確保咗即使喺光線中等嘅環境中都有良好嘅可見度。P) 為32mA、佔空比為1/16驅動時,數值範圍從最小值630 µcd到典型值1650 µcd。呢種高亮度確保咗即使喺光線中等嘅環境中都有良好嘅可見度。
顏色特性由波長指定。峰值發射波長 (λp)通常為611 nm,而主波長 (λd)通常為605 nm,定義咗人眼感知到嘅黃橙色。光譜線半寬度 (Δλ)通常為17 nm,表示一個相對較窄嘅光譜帶寬,有助於提升色彩飽和度。發光強度係使用一個近似於CIE明視覺響應曲線嘅傳感器同濾光片組合進行測量嘅,確保數值同人類視覺感知相關。
2.2 電氣特性
電氣參數定義咗器件嘅工作限制同條件。喺正向電流 (I每個點嘅正向電壓 (VF)) 為20mA時,通常範圍係2.05V到2.6V。呢個參數對於設計限流電路至關重要。F) 為20mA時,通常範圍係2.05V到2.6V。呢個參數對於設計限流電路至關重要。
當施加反向電壓 (V每個點嘅反向電流 (IR)) 為5V時,最大值為100 µA,表示LED結嘅漏電特性。R) 為5V時,最大值為100 µA,表示LED結嘅漏電特性。相似發光區域內LED嘅發光強度匹配比
2.3 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致永久損壞嘅應力極限。佢哋唔係用於連續操作嘅。
- 每個點嘅平均功耗:70 mW
- 每個點嘅峰值正向電流:60 mA
- 每個點嘅平均正向電流:25 mA (從25°C開始線性遞減,速率為0.33 mA/°C)
- 每個點嘅反向電壓:5 V
- 工作溫度範圍:-35°C 至 +105°C
- 儲存溫度範圍:-35°C 至 +105°C
3. 分級系統解釋
份規格書表明呢款器件係根據發光強度進行分類嘅。呢個係指一個分級(binning)過程,生產出嚟嘅單元會根據測量到嘅光輸出進行分類。指定嘅強度範圍(最小值:630 µcd,典型值:1650 µcd)好可能代表咗唔同級別之間嘅分佈。設計師可以揀選特定嘅級別,以確保產品中多個顯示器嘅亮度一致性,或者滿足特定嘅亮度要求,雖然呢份文件冇詳細講明具體嘅分級代碼結構。
雖然呢份規格書冇明確提到波長或者正向電壓嘅分類,但呢種分類喺LED製造中好常見,目的係將光學同電氣特性非常接近嘅部件歸為一組,對於要求顏色或亮度均勻性嘅應用嚟講至關重要。
4. 性能曲線分析
份規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然具體嘅圖表冇喺文字中提供,但完整規格書通常會包含呢啲曲線,對設計嚟講係必不可少嘅。佢哋通常會說明:
- 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線):顯示非線性關係,有助於確定工作點同埋特定電流所需嘅驅動電壓。
- 發光強度 vs. 正向電流:展示光輸出點樣隨電流增加而增加,直到達到飽和點或者產生過多熱量為止。
- 發光強度 vs. 環境溫度:顯示當結溫升高時,光輸出會點樣降低,呢點對於散熱管理設計好緊要。
- 光譜分佈:一幅相對強度 vs. 波長嘅圖,可以直觀噉確認峰值波長、主波長同埋光譜寬度。
呢啲曲線可以讓工程師預測非標準條件下嘅性能,並優化佢哋嘅驅動電路同散熱設計。
5. 機械同封裝資料
LTP-747KF採用標準LED顯示器封裝。關鍵尺寸註明所有尺寸單位為毫米,除非另有說明,一般公差為±0.25 mm。腳尖偏移嘅特定公差為±0.4 mm,呢點對於PCB封裝設計同自動化組裝過程好重要。
封裝特點係灰色面配白色點,通過減少非發光區域反射嘅環境光,增強對比度同改善字符可讀性。機械圖紙(有提及但文中未詳述)會顯示確切嘅外形尺寸、安裝平面、引腳間距同總高度。
6. 腳位連接同內部電路
呢款器件有12個腳位。腳位定義如下:腳位1:陽極列1,腳位2:陰極行3,腳位3:陽極列2,腳位4:陰極行5,腳位5:陰極行6,腳位6:陰極行7,腳位7:陽極列4,腳位8:陽極列5,腳位9:陰極行4,腳位10:陽極列3,腳位11:陰極行2,腳位12:陰極行1。
呢種多路復用排列(5個陽極列,7個陰極行)係5x7點陣嘅標準配置。佢允許用僅12個腳位控制35個獨立LED(點),相比直接驅動方法,顯著降低咗互連複雜性。內部電路圖會顯示每個LED點連接喺特定嘅陽極列同陰極行之間。要點亮某個特定嘅點,必須將其對應嘅陽極線驅動至高電平(有限流),同時將其陰極線拉低。
7. 焊接同組裝指引
份規格書提供咗特定嘅焊接條件:喺安裝平面下方1/16吋(約1.6mm)處,260°C下持續3秒。呢個係波峰焊或手工焊接過程中嘅關鍵參數,以防止對LED晶片或塑料封裝造成熱損壞。超過呢個溫度或時間可能導致分層、環氧樹脂開裂或LED性能下降。
同時亦強調,組裝期間嘅溫度唔可以超過絕對最大額定值部分指定嘅最高溫度額定值。正確處理以避免靜電放電(ESD)亦係標準預防措施,雖然呢度冇明確說明,但因為LED係半導體器件。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
LTP-747KF非常適合需要緊湊、低功耗數字或有限字母數字讀數嘅應用。例子包括:
- 測試同測量設備:數字萬用錶、頻率計數器、電源供應器,用於顯示數值。
- 消費電子產品:音響設備(放大器電平顯示)、廚房電器(計時器、溫度)。
- 工業控制:面板儀錶、過程控制器、計時器顯示。
- 嵌入式系統:原型機或開發板嘅狀態指示器。
8.2 設計考慮因素
- 驅動電路:需要一個具有足夠I/O腳位嘅微控制器,或者一個支持多路復用嘅專用LED驅動器IC。驅動器必須喺指定佔空比(例如1/16)下提供正確嘅峰值電流(例如20-32mA),以達到額定亮度,同時唔超過平均電流限制。
- 限流:每個陽極列或每個LED都需要串聯電阻或恆流驅動器,以準確設定正向電流並保護LED。
- 刷新率:多路復用方案需要足夠高嘅掃描頻率(通常>100Hz)以避免可見閃爍。
- 散熱管理:雖然每個點嘅功耗好低,但必須考慮喺高環境溫度下多個點亮點所產生嘅集體熱量。對於連續高亮度操作,可能需要足夠嘅通風或散熱。
9. 技術比較同差異化
同舊技術(例如標準GaAsP或GaP LED)相比,使用AlInGaP材料具有顯著優勢:更高嘅發光效率(每mA電流產生更多光輸出)、更好嘅溫度穩定性(隨熱量增加強度下降較少)同更優異嘅長期可靠性。灰色面/白色點設計比全紅或全綠封裝提供更高對比度,改善可讀性。
喺0.7吋5x7點陣類別中,呢款部件嘅關鍵差異化因素包括其特定嘅發光強度分級、AlInGaP典型嘅低正向電壓,以及寬廣嘅工作溫度範圍(-35°C至+105°C),呢個範圍超過咗好多常見顯示器,令佢更適合工業環境。
10. 常見問題解答 (基於技術參數)
問:發光強度嘅1/16佔空比規格有咩用?
答:顯示器使用多路復用。每個點只喺一小段時間內通電(喺呢個測試條件下係1/16)。發光強度係喺佢短暫嘅開啟脈衝(峰值電流)期間測量嘅。人眼感知到嘅平均亮度會低啲。呢個規格可以讓設計師計算有效嘅平均光輸出。
問:我可唔可以用恆定直流電流驅動呢個顯示器,而唔用多路復用?
答:技術上係可以,但效率非常低。佢需要35個獨立嘅限流通道,而唔係12條多路復用線路,會大大增加電路複雜性同成本。多路復用係預期同最佳嘅方法。
問:正向電壓喺20mA時最大為2.6V。我可唔可以直接從3.3V微控制器腳位供電?
答:唔可以。你必須始終使用一個串聯限流電阻(或有源恆流電路)。直接連接會試圖汲取過多電流,可能損壞LED同微控制器腳位。電阻值計算為 R = (V電源- VF) / IF.
問:無鉛封裝(符合RoHS)係咩意思?
答:呢個表示器件符合有害物質限制指令。其結構中使用嘅材料,包括引腳上嘅電鍍焊料,唔含有超過允許限度嘅鉛、汞或鎘等禁用物質,令佢適合喺受監管市場銷售。
11. 設計同使用案例示例
案例:設計一個簡單數字計時器顯示。設計師需要喺產品上顯示分鐘同秒鐘(MM:SS)。可以用兩個LTP-747KF顯示器顯示分鐘,兩個顯示秒鐘。會編程一個低成本微控制器來管理計時功能。其I/O端口會通過適當嘅限流電阻連接到所有四個顯示器嘅陽極同陰極線。固件會實現計時算法同一個多路復用例程,以高速(例如200Hz)循環掃描四個顯示器同每個數字嘅相關段。顯示器嘅灰色面會確保同產品外殼有良好對比度。設計師會根據計時器使用環境嘅預期環境光條件,揀選合適嘅發光強度級別。
12. 工作原理介紹
LTP-747KF基於發光二極管 (LED)同時分多路復用嘅基本原理運作。5x7網格中嘅35個點,每一個都係一個獨立嘅AlInGaP LED。當施加正向偏壓(陽極相對陰極為正電壓)時,電子同空穴喺半導體嘅有源區內復合,以由AlInGaP材料嘅帶隙決定嘅波長釋放光子(光)能量,從而產生黃橙色光。
多路復用方案減少咗所需控制腳位嘅數量。垂直列中所有LED嘅陽極連接喺一齊,水平行中所有LED嘅陰極連接喺一齊。通過依次激活一個陽極列,同時選擇性噉啟用該列中應該點亮嘅點嘅陰極行,並快速重複呢個循環,就可以創造出一個穩定、完整形成嘅字符嘅錯覺。人眼嘅視覺暫留會將快速閃爍嘅各個點融合成一個連續嘅圖像。
13. 技術趨勢
雖然像LTP-747KF咁樣嘅分立LED點陣顯示器由於其簡單性、穩健性同寬視角,喺特定應用中仍然相關,但有幾個趨勢值得注意。總體趨勢係轉向集成顯示模組,呢啲模組包含驅動器IC、控制器,有時仲有字符發生器ROM,簡化咗主機系統嘅接口(例如SPI、I2C)。
對於字母數字輸出,OLED (有機發光二極管)同先進嘅LCD模組提供更高分辨率、全圖形能力,並且喺某啲靜態顯示場景下功耗更低。然而,傳統LED點陣喺極端溫度耐受性、戶外使用嘅極高亮度以及長期可靠性方面保持優勢,而呢啲可能係其他技術所關注嘅像素老化或有限壽命問題。基礎嘅AlInGaP LED晶片技術持續改進,提供越來越高嘅效率同更一致嘅色彩表現。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦電能發出嘅光通量,越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源發出嘅總光量,俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度(Viewing Angle) | °(度),例如120° | 光強降至一半時嘅角度,決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫(CCT) | K(開爾文),例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖,低值偏黃/暖,高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數(CRI / Ra) | 無單位,0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力,Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性,用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差(SDCM) | 麥克亞當橢圓步數,例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標,步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長(Dominant Wavelength) | nm(納米),例如620nm(紅) | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈(Spectral Distribution) | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓(Forward Voltage) | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓,類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf,多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流(Forward Current) | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動,電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流(Pulse Current) | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流,用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制,否則過熱損壞。 |
| 反向電壓(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓,超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力,值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計,否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受(ESD Immunity) | V(HBM),例如1000V | 抗靜電打擊能力,值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施,尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C,壽命可能延長一倍;過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率(Lumen Maintenance) | %(例如70%) | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低;陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝(Flip Chip) | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上,部分轉化為黃/紅光,混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構,控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配,提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組,確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性,避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組,每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮,記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命(結合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質(例如鉛、汞)。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目,提升市場競爭力。 |