目錄
1. 產品概覽
LTC-3620KG係一款高性能、0.39吋(10毫米)數碼高度嘅七劃LED顯示屏模組。佢專為需要清晰、明亮數字讀數同極佳可視度嘅應用而設計。呢款器件採用先進嘅AlInGaP(鋁銦鎵磷)LED晶片技術,呢種技術以高效率同卓越嘅發光強度聞名,比起傳統材料更勝一籌。顯示段採用灰白配色方案,增強咗對比度同可讀性。呢款顯示屏按發光強度分級,並採用符合RoHS指令嘅無鉛封裝,適合考慮環保嘅現代電子設計。
2. 技術規格詳解
2.1 光學特性
光學性能係呢款顯示屏嘅一大優勢。喺標準測試電流1mA下,平均發光強度(Iv)範圍由最低200 µcd到典型值585 µcd。喺較高驅動電流10mA下,典型強度會顯著提升至6435 µcd,展示出AlInGaP晶片嘅高亮度能力。器件發出綠光,峰值發射波長(λp)為571 nm,主波長(λd)為572 nm,兩者均喺IF=20mA下量度。譜線半寬(Δλ)為15 nm,表示顏色發射相對純淨。發光強度係使用傳感器同濾波器組合進行量度,該組合近似CIE明視覺響應曲線以確保準確性。
2.2 電氣特性
電氣方面,呢款顯示屏專為低功耗操作而設計。每段嘅正向電壓(VF)典型值為2.6V,喺20mA驅動下最大值為2.6V。每段嘅反向電流(IR)喺VR=5V下規定最大值為100 µA,但需注意並非設計用於反向偏壓下連續操作。段與段之間嘅發光強度匹配比喺IF=1mA下最大值為2:1,確保顯示屏外觀均勻。串擾規格定義為≤ 2.5%,以盡量減少相鄰段之間嘅非預期照明。
2.3 絕對最大額定值
呢款器件喺指定限制內具有穩健嘅操作額定值。每粒晶片嘅最大功耗為70 mW。每粒晶片嘅峰值正向電流為60 mA,但僅適用於脈衝條件(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)。每粒晶片嘅連續正向電流喺25°C下為25 mA,隨溫度升高以0.28 mA/°C線性遞減。工作同儲存溫度範圍為-35°C至+105°C。對於組裝,最高焊接溫度為260°C,最多持續3秒,測量點位於安裝平面下方1.6mm處。
3. 機械及封裝資料
3.1 封裝尺寸
顯示屏有特定嘅物理尺寸。所有尺寸均以毫米為單位提供,標準公差為±0.25mm,除非另有說明。關鍵尺寸注意事項包括腳尖偏移公差±0.4mm、顯示段上異物限制(≤10 mils)同表面油墨污染限制(≤20 mils)。反射器彎曲不得超過其長度嘅1%。建議用於腳位嘅PCB孔徑為1.0 mm。墊片細節允許有±0.5 mm嘅滑出公差。
3.2 腳位配置同內部電路
LTC-3620KG係一款共陽極配置器件。腳位連接表如下:腳位2係數碼1嘅共陽極,腳位6係數碼2嘅共陽極,腳位8係數碼3嘅共陽極。段陰極分配至特定腳位:A(腳位13)、B(腳位12)、C(腳位4)、D(腳位5)、E(腳位3)、F(腳位16)同G(腳位9)。腳位7係小數點(L / L1 / L2)嘅陰極。腳位1、10、11、14同15標記為無連接(NO PIN)。內部電路圖顯示咗三個數碼嘅共陽極連接,每個數碼嘅段並聯至其相應嘅陰極腳位。
4. 性能曲線分析
規格書包含典型電氣同光學特性曲線部分,除非另有說明,否則喺環境溫度25°C下量度。呢啲曲線對於設計師理解器件喺唔同工作條件下嘅行為至關重要。雖然提供嘅文本中無詳細說明具體圖表,但呢類產品嘅典型曲線會包括正向電流(IF)同正向電壓(VF)嘅關係、正向電流(IF)同發光強度(Iv)嘅關係,以及發光強度隨環境溫度嘅變化。分析呢啲曲線可以幫助選擇最佳驅動電流,以實現所需亮度,同時保持效率同使用壽命。
5. 焊接同組裝指引
正確處理對於可靠性至關重要。最高焊接溫度明確定義為260°C,最長持續時間為3秒,測量點位於元件安裝平面下方1.6mm處。呢個係波峰焊或回流焊工藝嘅關鍵參數,以防止LED晶片或塑料封裝受到熱損壞。設計師應確保其PCB組裝溫度曲線符合此限制。此外,喺PCB佈局同機械設計時應考慮尺寸公差注意事項,例如腳位偏移同墊片滑動,以確保正確安裝同對齊。
6. 應用建議
6.1 典型應用場景
呢款顯示屏非常適合需要清晰、中等大小數字讀數嘅應用。常見用途包括工業儀錶板、測試同測量設備、醫療設備、消費電器(例如微波爐或焗爐)、銷售點終端同汽車改裝顯示屏。其高亮度同闊視角使其適合環境光較強或需要從多個角度閱讀顯示屏嘅環境。
6.2 設計考慮因素
使用LTC-3620KG進行設計時,必須考慮幾個因素。首先,共陽極配置需要一個電流吸收驅動電路(例如晶體管或專用LED驅動器IC)來控制陰極。每個段陰極都必須使用限流電阻來設定所需嘅正向電流同亮度,根據電源電壓同LED嘅正向電壓計算得出。低電流(例如1mA)下嘅高發光強度允許實現非常低功耗嘅設計。設計師還應考慮功耗限制,如果預期工作環境溫度較高,則應實施適當嘅降額。寬廣嘅工作溫度範圍(-35°C至+105°C)使其能夠喺惡劣環境中穩健工作。
7. 技術比較同差異
LTC-3620KG嘅主要區別因素在於其使用AlInGaP半導體材料製造綠色LED晶片。相比舊有技術,例如標準GaP(磷化鎵)綠色LED,AlInGaP喺相同驅動電流下提供顯著更高嘅發光效率同亮度。呢樣會帶來更好嘅可視度同更低嘅功耗。按發光強度分級功能表示器件根據其光輸出進行分檔或分類,從而喺生產批次同多位數顯示屏中實現更一致嘅亮度。無鉛、符合RoHS嘅結構符合全球環保法規。
8. 常見問題(基於技術參數)
問:NO PIN連接有咩用?
答:NO PIN標記(腳位1、10、11、14、15)可能係用於注塑過程中嘅機械對稱性同穩定性。佢哋並未電氣連接到任何內部組件,喺電路中應保持不連接(懸空)。
問:點樣控制小數點?
答:小數點(L、L1、L2)共享腳位7上嘅一個共陰極。要點亮特定小數點,你需要啟動(拉低)腳位7,同時亦要啟用該小數點所在數碼嘅共陽極(腳位2、6或8)。內部圖會清楚顯示確切嘅映射關係。
問:我可唔可以直接用微控制器驅動呢款顯示屏?
答:有可能,但需要謹慎設計。微控制器嘅GPIO腳位通常只能吸收或提供有限電流(通常20-25mA)。由於顯示屏每段嘅連續電流最大值為25mA,同時驅動多個段可能會超出微控制器嘅總電流額定值。強烈建議使用外部驅動晶體管或專用LED驅動器IC來處理電流同多工掃描,以保護微控制器。
問:發光強度匹配比2:1係咩意思?
答:呢個規格表示,喺相同條件(IF=1mA)下量度時,同一器件內最亮段嘅發光強度唔會超過最暗段強度嘅兩倍。咁樣確保外觀相對均勻,避免某一段睇落比其他段明顯更光。
9. 設計同使用案例
考慮設計一個簡單嘅3位數電壓錶顯示屏。微控制器會量度電壓,將其轉換為3位數,並需要顯示出來。LTC-3620KG嘅三個共陽極(腳位2、6、8)會連接到三個PNP晶體管(或類似器件)嘅集電極,其基極由微控制器腳位控制。七個段陰極(腳位3、4、5、9、12、13、16)同小數點陰極(腳位7)各自連接一個限流電阻,然後連接到N溝道MOSFET(或類似器件)嘅汲極,其閘極由微控制器控制。韌體會實現多工掃描:打開數碼1嘅晶體管,設定顯示第一個數碼所需段嘅MOSFET,等待短時間,然後關閉數碼1,並快速依次對數碼2同3重複此過程。呢種多工掃描減少咗所需驅動腳位嘅數量,並允許持續、無閃爍嘅照明。
10. 工作原理介紹
七劃LED顯示屏係一組以8字形排列嘅發光二極管。七個段(標記為A至G)中嘅每一個都係一個獨立嘅LED。通常會用一個額外嘅LED作為小數點。喺像LTC-3620KG咁樣嘅共陽極配置中,給定數碼所有LED嘅陽極連接在一起,接到一個共正電壓供應腳位。每個獨立段LED嘅陰極則引出到獨立腳位。要點亮特定段,必須將其共陽極腳位驅動至高於陰極電壓嘅電壓(施加正向偏壓),並且相應嘅陰極腳位必須連接到較低電壓(通常通過限流電阻接地)。通過控制當特定共陽極啟動時,邊啲陰極腳位接地,就可以形成特定嘅數字或字母數字字符。
11. 技術趨勢
雖然分立式七劃LED顯示屏對於特定應用仍然相關,但顯示技術嘅更廣泛趨勢係朝向集成化同靈活性發展。內置控制器(用於時鐘、溫度等)嘅集成驅動器晶片變得越來越普遍,簡化咗設計。亦都有一個向表面貼裝器件(SMD)封裝轉變嘅趨勢,以實現自動化組裝,儘管像呢款嘅通孔類型仍然喺原型製作、維修同高振動環境中受到重視。材料方面,AlInGaP代表咗紅、橙、琥珀同綠色LED嘅先進一步,但對於全彩能力,InGaN(氮化銦鎵)係藍色同綠色嘅主導技術,並且經常與熒光粉一起使用以產生白光。未來可能會出現更多混合或可定制嘅多位數模組,將顯示屏、驅動器同接口邏輯結合到一個緊湊單元中。
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。 |