LTP-2157AKA LED 點陣顯示屏規格書 - 2.0吋 (50.8毫米) 高度 - 超級橙色 - 5x7 陣列 - 技術文件

1. 產品概覽

LTP-2157AKA 係一款單平面、5x7 點陣 LED 顯示模組，專為顯示英文字母同數字而設計。佢主要功能係顯示標準編碼集，例如 USASCII 同 EBCDIC 入面嘅字符。呢款裝置嘅核心優勢在於佢採用咗 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術嚟製造 LED 晶片，從而產生超級橙色光。顯示屏配備灰色面板同白色點狀顏色，增強咗對比度，令到閱讀更加清晰。裝置經過發光強度分類，確保唔同單元之間嘅亮度一致。佢嘅固態結構提供高可靠性，而且低功耗要求令佢適合各種電子應用。

1.1 核心功能同目標應用

呢款產品嘅主要特點包括 2.0吋 (50.8 毫米) 嘅矩陣字符高度，提供良好嘅遠距離可見度。佢以單平面運作，並提供寬闊嘅視角，令顯示嘅資訊可以喺唔同位置都睇得到。採用 X-Y 選擇架構嘅 5x7 陣列，可以實現高效嘅多工控制。一個重要特點係佢可以水平堆疊，透過將多個單元並排對齊，就可以創建多字符顯示屏。裝置直接兼容標準字符編碼。呢啲特性令 LTP-2157AKA 非常適合用於工業儀錶板、銷售點終端機、基本資訊顯示屏、測試設備讀數，以及其他需要可靠、低至中等複雜度英數字輸出嘅嵌入式系統。

2. 技術規格同客觀解讀

呢個部分會根據規格書，對裝置嘅電氣、光學同物理參數進行詳細、客觀嘅分析。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗壓力極限，超過呢啲極限可能會對裝置造成永久損壞。呢啲唔係正常運作嘅條件。

• 每點平均功耗：33 毫瓦。呢個係單個 LED 點可以安全散發嘅最大連續功率。
• 每點峰值正向電流：90 毫安。呢個係一個點可以處理嘅最大瞬時電流脈衝，通常同多工驅動方案有關。
• 每點平均正向電流：喺 25°C 時為 13 毫安，以 0.17 毫安/°C 線性遞減。呢個係連續直流運作嘅關鍵參數。遞減因數對於熱管理至關重要；當環境溫度 (Ta) 升高時，必須降低最大允許連續電流以防止過熱。
• 每點反向電壓：5 伏。喺反向偏壓下超過呢個電壓可能會損壞 LED 接面。
• 工作及儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。裝置適用於工業溫度範圍。
• 焊接溫度：喺安裝平面下方 1.6 毫米處，最高 260°C 持續 3 秒。呢個定義咗回流焊接曲線嘅限制。

2.2 電氣及光學特性

呢啲參數係喺指定測試條件下（通常 Ta=25°C）測量嘅，代表典型性能。

• 平均發光強度 (I_V)：喺測試條件 I_p=32mA、佔空比 1/16 下，為 2100 μcd（最小值）、4600 μcd（典型值）。呢個表示每個 LED 點喺多工配置下驅動時嘅亮度。寬廣嘅範圍表明咗強度分級過程。
• 峰值發射波長 (λ_p)：621 納米（典型值）。呢個係光功率輸出最大時嘅波長，定義咗超級橙色嘅顏色。
• 譜線半高寬 (Δλ)：18 納米（典型值）。呢個測量光譜純度；數值越細表示光越單色。
• 主波長 (λ_d)：615 納米（典型值）。呢個係人眼感知到嘅單一波長，同色點密切相關。
• 正向電壓 (V_F) 任何點：喺 I_F=20mA 時為 2.05V（最小值）、2.6V（典型值）；喺 I_F=80mA 時為 2.3V（最小值）、2.8V（典型值）。呢個對於驅動電路設計至關重要，指定咗 LED 導通時嘅壓降。
• 反向電流 (I_R) 任何點：喺 V_R=5V 時為 100 μA（最大值）。呢個係 LED 處於反向偏壓時嘅漏電流。
• 發光強度匹配比 (I_V-m)：2:1（典型值）。呢個指定咗陣列中最亮點同最暗點之間嘅最大允許比率，確保外觀均勻。

3. 分級系統說明

規格書指出裝置按發光強度分類。呢個意味住製造後有一個分級或篩選過程。雖然無列出特定嘅分級代碼，但呢類顯示屏嘅典型分類涉及根據標準測試條件下測量到嘅發光強度對單元進行分組。咁樣可以確保當多個顯示屏一齊使用時，佢哋之間嘅亮度差異最小化，提供一致嘅視覺輸出。設計師應該向供應商查詢可用嘅強度分級，以用於需要匹配亮度嘅關鍵應用。

4. 性能曲線分析

規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然文本中無提供具體圖表，但呢類裝置嘅標準曲線通常包括：

• 正向電流 vs. 正向電壓 (I_F-V_F曲線)：顯示指數關係，對於確定給定電流所需嘅驅動電壓至關重要。
• 發光強度 vs. 正向電流 (I_V-I_F曲線)：展示光輸出如何隨電流增加而增加，通常喺工作範圍內呈近線性關係。
• 發光強度 vs. 環境溫度：顯示光輸出隨溫度升高而遞減，呢個對於熱設計非常重要。
• 光譜分佈：相對強度對波長嘅圖表，顯示喺約 621nm 處嘅峰值同光譜寬度。

呢啲曲線可以讓設計師預測非標準條件下嘅性能，並優化佢哋嘅驅動電路。

5. 機械及封裝資訊

裝置嘅封裝尺寸以毫米為單位提供，一般公差為 ±0.25 毫米。具體圖紙有參考但文本中無詳細說明。關鍵機械方面包括整體佔地面積、高度同 14 個引腳嘅間距。引腳排列設計用於印刷電路板 (PCB) 上嘅通孔安裝。灰色面板同白色點狀顏色係封裝設計嘅一部分，用於提高對比度。

5.1 引腳連接及內部電路

顯示屏有 14 個引腳。內部電路圖顯示一個矩陣配置，其中 LED 嘅陽極按行連接，陰極按列連接（或者相反，根據引腳排列表）。呢個係一種常見嘅共陽極或共陰極矩陣架構，可以最大限度地減少所需嘅控制引腳數量（5 行 + 7 列 = 12 條控制線，而唔係 5*7=35）。引腳排列表指定咗每個引腳嘅功能：

• 引腳連接到陽極行 1-7 同陰極列 1-5。
• 重要注意事項：引腳 4 同 11 內部連接。引腳 5 同 12 內部連接。喺 PCB 佈局同驅動器設計時必須考慮呢個內部橋接，以避免短路。

6. 焊接及組裝指引

提供嘅主要指引係針對焊接過程：裝置可以承受最高 260°C 嘅焊接溫度，最多持續 3 秒，測量點喺安裝平面下方 1.6 毫米 (1/16 吋) 處。呢個係標準嘅回流焊接曲線限制。對於波峰焊接，應遵循通孔元件嘅標準做法。應遵守對靜電敏感裝置 (ESD) 嘅一般處理預防措施，雖然呢款 LED 產品無明確說明。儲存應喺指定溫度範圍 -35°C 至 +85°C 內，並處於乾燥環境中。

7. 應用建議及設計考慮

7.1 典型應用電路

LTP-2157AKA 需要外部驅動電路。由於其矩陣結構，多工係標準嘅驅動方法。呢個涉及依次激活一行（或一列），同時向列（或行）提供適當嘅數據信號。通常會使用具有足夠 I/O 引腳嘅微控制器或專用 LED 顯示驅動器 IC（例如 MAX7219 或類似型號）。驅動器必須提供正確嘅電流，並遵守峰值同平均電流額定值。每條列線或行線都必須有電流限制電阻，以設定正向電流 (I_F)。數值使用以下公式計算：R = (V_supply- V_F- V_{driver_sat}) / I_F.

7.2 設計考慮

• 多工頻率：必須足夠高以避免可見閃爍（通常 >60 Hz）。
• 電流計算：對於直流計算，使用平均電流額定值（25°C 時最大 13mA）。喺具有 N 行嘅多工模式下，每點嘅峰值電流可以高達 N * I_avg，但不得超過 90mA 嘅峰值額定值。
• 熱管理：如果喺高環境溫度下運作，必須根據 0.17 mA/°C 嘅因數降低正向電流。
• 電源電壓：必須考慮工作條件下最高嘅 V_F以及驅動電路中嘅任何壓降。
• PCB 佈局：根據連接表確保正確嘅引腳映射。注意內部連接嘅引腳（4-11 同 5-12）以避免佈局錯誤。

8. 技術比較及區分

同舊技術（例如標準 GaAsP 或 GaP LED）相比，LTP-2157AKA 中嘅 AlInGaP 技術提供顯著更高嘅發光效率，從而喺相同電流下產生更亮嘅輸出，同更好嘅色純度。同簡單嘅 7 段顯示屏相比，5x7 點陣格式提供真正嘅英數字顯示能力，可以顯示字母、數字同簡單符號。2.0 吋嘅高度比許多常見嘅字符顯示屏都要大，提供更優越嘅可見度。水平堆疊能力係同固定多字符模組顯示屏嘅一個關鍵區別，提供設計靈活性。

9. 常見問題（基於技術參數）

Q1: 我可唔可以用恆定直流電流同時驅動所有點？
A: 理論上可能，但唔實際。咁樣需要 35 個獨立嘅限流通道。多工係標準且高效嘅方法。

Q2: 峰值發射波長同主波長有咩區別？
A: 峰值波長係發射最多光功率嘅位置。主波長係人眼感知到嘅等效單一波長。佢哋通常好接近但唔完全相同，尤其對於較寬嘅光譜。

Q3: 點樣解讀發光強度測試條件中嘅 1/16 佔空比？
A: 強度係喺 LED 以 32mA 電流、1/16 佔空比嘅波形脈衝驅動時測量嘅。呢個模擬咗一個多工驅動方案，其中每行喺總週期時間嘅 1/16 內處於活動狀態。報告嘅強度值係隨時間嘅平均值。

Q4: 點解引腳 4 & 11 同 5 & 12 內部連接？
A> 呢個可能係由於矩陣嘅內部佈局，為咗簡化晶片鍵合或基板走線。從電氣角度嚟講，即係呢啲引腳對係短路連接嘅。喺你嘅電路中，你必須將佢哋連接到同一個節點。

10. 實際使用案例

場景：為工業焗爐設計一個簡單嘅 4 位溫度讀數顯示。
系統使用帶有溫度感測器嘅微控制器。四個 LTP-2157AKA 顯示屏水平堆疊。微控制器嘅韌體包含數字 0-9、度數符號同 'C' 嘅字型映射。使用多工程序，佢循環掃描四個顯示屏（作為四組行/列），根據要顯示嘅當前數字計算每行嘅適當列數據。電流限制電阻放置喺列線上。刷新率設定為 100 Hz 以消除閃爍。高亮度同寬視角確保喺工廠車間嘅唔同位置都可以讀取溫度。顯示屏嘅工業溫度等級確保喺焗爐附近嘅高溫環境中可靠運作。

11. 工作原理介紹

LTP-2157AKA 基於半導體電致發光原理。AlInGaP 晶片結構形成一個 p-n 接面。當施加超過接面閾值嘅正向電壓時，電子同電洞喺有源區複合，以光子形式釋放能量。AlInGaP 嘅特定合金成分決定咗帶隙能量，呢個直接對應於發出嘅橙色光波長（約 621 納米）。5x7 矩陣由可單獨定址嘅 LED 晶粒組成，佢哋放置喺基板上嘅行同列導體嘅交叉點上。通過選擇性地向特定行同列施加電壓，只有喺該交叉點嘅 LED 會處於正向偏壓並發光。

12. 技術趨勢及背景

AlInGaP 技術代表咗紅色、橙色同黃色可見光 LED 效率嘅重大進步。佢已經在很大程度上取代咗 GaAsP 等舊技術。顯示技術嘅當前趨勢係朝向更高密度嘅矩陣（例如 8x8、16x16）同全彩色 RGB 矩陣發展。然而，單色、低解像度嘅點陣顯示屏，例如 5x7，對於成本敏感、可靠性要求高、只需簡單英數字資訊嘅應用仍然非常相關。佢哋嘅優勢包括簡單、堅固、低功耗同出色嘅壽命。矩陣定址嘅原理對於更大、更複雜嘅顯示技術（包括 OLED 同 microLED 顯示屏）仍然係基礎。