目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 光度學同光學特性
- 2.2 電氣特性同額定值
- 2.3 熱力同環境規格
- 3. 分級系統解釋 規格書指出產品按發光強度分類。呢個係指一個分級過程,生產出嚟嘅 LED 會根據測量到嘅光輸出(發光強度)分入唔同嘅組別或級別。指定嘅強度範圍 630 μcd 至 1650 μcd 好可能包含多個級別。設計師可以揀選特定級別嘅零件,確保系統中多個顯示器嘅亮度一致。修訂記錄中提到調整環氧樹脂比例以收窄分級級別,表明廠家努力提升一致性,減少生產批次內光學參數嘅差異。 4. 性能曲線分析
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 物理尺寸同公差
- 5.2 引腳配置同連接圖
- 5.3 極性同方向
- 6. 焊接同組裝指引
- 7. 包裝同訂購資訊
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考量同驅動電路
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題(基於技術參數)
- 11. 實用設計同使用案例
- 12. 工作原理介紹
- 13. 技術趨勢同背景
1. 產品概覽
LTP-7357KS 係一款緊湊、單平面嘅 5x7 點陣 LED 顯示模組。佢嘅主要功能係顯示字母數字字符同符號,適合喺有限空間內需要清晰、易讀資訊顯示嘅應用。呢款裝置嘅核心優勢在於佢採用咗鋁銦鎵磷(AlInGaP)半導體技術製造 LED 晶片,能夠喺黃色光譜範圍內高效發光。顯示器採用灰色面板同白色點狀顏色,增強對比度以提升可讀性。佢嘅設計目標係嵌入式系統、工業控制面板、儀器儀表、消費電子產品,以及任何需要細小、可靠字符顯示嘅應用。
2. 深入技術參數分析
2.1 光度學同光學特性
光學性能係顯示器功能嘅核心。裝置發射黃色波長區域嘅光。典型峰值發射波長(λp)係 588 nm,主波長(λd)係 587 nm,表示純正嘅黃色色調。譜線半寬(Δλ)係 15 nm,描述咗發射光嘅光譜純度。亮度嘅關鍵參數係平均發光強度(Iv),喺 32mA 脈衝電流同 1/16 佔空比嘅測試條件下,範圍由最小 630 μcd 到最大 1650 μcd。規格書指定同一相似光區級別內嘅 LED,發光強度匹配比為 2:1(最大對最小),確保顯示矩陣有可接受嘅均勻度。
2.2 電氣特性同額定值
了解電氣極限對於可靠運作至關重要。絕對最大額定值定義咗可能導致永久損壞嘅界限。每個 LED 點嘅平均功耗唔可以超過 70 mW。每個點嘅峰值正向電流限制喺 60 mA,而每個點喺 25°C 時嘅平均正向電流額定值為 25 mA,隨著環境溫度升高,會以 0.28 mA/°C 嘅線性速率降額。可以施加喺任何段上嘅最大反向電壓係 5 V。任何點嘅正向電壓(Vf),喺正向電流(If)為 20 mA 時測量,通常介乎 2.05 V 至 2.6 V 之間。當施加 5 V 反向電壓(Vr)時,反向電流(Ir)保證小於或等於 100 μA。
2.3 熱力同環境規格
呢款裝置設計用於喺廣泛溫度範圍內穩健運作。工作溫度範圍指定為 -35°C 至 +105°C,儲存溫度範圍相同。呢個寬廣範圍令佢適合商業同工業環境。平均正向電流嘅降額曲線係一個關鍵嘅設計考量,以防止熱失控;當環境溫度升高超過 25°C 時,允許嘅連續電流必須相應降低。
3. 分級系統解釋
規格書指出產品按發光強度分類。呢個係指一個分級過程,生產出嚟嘅 LED 會根據測量到嘅光輸出(發光強度)分入唔同嘅組別或級別。指定嘅強度範圍 630 μcd 至 1650 μcd 好可能包含多個級別。設計師可以揀選特定級別嘅零件,確保系統中多個顯示器嘅亮度一致。修訂記錄中提到調整環氧樹脂比例以收窄分級級別,表明廠家努力提升一致性,減少生產批次內光學參數嘅差異。
4. 性能曲線分析
雖然提供嘅 PDF 摘錄喺最後一頁提到典型電氣/光學特性曲線,但具體圖表並未包含喺文本內容中。通常,LED 顯示器嘅呢類曲線會包括:
- 正向電流 vs. 正向電壓(I-V 曲線):顯示電流同電壓之間嘅非線性關係,對於設計限流驅動電路至關重要。
- 發光強度 vs. 正向電流(L-I 曲線):說明光輸出如何隨電流增加,有助於優化驅動條件以達致所需亮度同效率。
- 發光強度 vs. 環境溫度:展示光輸出如何隨結溫升高而下降,對於高溫應用中嘅熱管理至關重要。
- 光譜分佈:一幅繪製相對強度對波長嘅圖表,顯示黃色發射嘅峰值同形狀。
設計師應查閱包含圖表嘅完整規格書,為其特定操作條件進行精確計算。
5. 機械同封裝資訊
5.1 物理尺寸同公差
顯示器嘅矩陣高度為 0.678 吋(17.22 mm)。封裝圖(文本中有提及但未詳細說明)會顯示總長度、寬度同高度、引腳間距同安裝平面。規格書中嘅關鍵尺寸註釋包括:所有尺寸均以毫米為單位,除非另有說明,一般公差為 ±0.25 mm。一個特定修訂將寬度公差從 12.6mm ±0.1mm 更新為 12.6mm +0.18/-0.25mm。引腳尖端偏移公差為 ±0.4 mm。額外嘅質量註釋限制咗段上嘅異物、油墨污染、彎曲同環氧樹脂內嘅氣泡。
5.2 引腳配置同連接圖
裝置採用 12 針配置進行 X-Y(矩陣)尋址。引腳連接如下:引腳 1:陰極列 1,引腳 2:陽極行 3,引腳 3:陰極列 2,引腳 4:陽極行 5,引腳 5:陽極行 6,引腳 6:陽極行 7,引腳 7:陰極列 4,引腳 8:陰極列 5,引腳 9:陽極行 4,引腳 10:陰極列 3,引腳 11:陽極行 2,引腳 12:陽極行 1。內部電路圖(第 3 頁有提及)以視覺方式表示 5x7 矩陣,顯示 5 個陰極列同 7 個陽極行如何連接 35 個獨立嘅 LED 點。
5.3 極性同方向
裝置每列採用共陰極配置。五列中嘅每一列都有一個公共陰極連接,七行中嘅每一行都有一個公共陽極連接。要點亮特定嘅點,必須將其對應嘅陰極列驅動為低電平(接地),並使用限壓電源將其對應嘅陽極行驅動為高電平。PCB 安裝期間嘅正確方向通常由封裝上嘅凹口、斜面或引腳 1 指示器表示。
6. 焊接同組裝指引
規格書提供咗特定嘅焊接條件:引腳可以承受 260°C 嘅烙鐵溫度 3 秒,測量點喺封裝安裝平面下方 1/16 吋(約 1.6 mm)處。呢個係一個關鍵參數,以防止手動焊接或返工期間對內部環氧樹脂、焊線同半導體晶片造成熱損壞。對於波峰焊或回流焊工藝,應使用峰值溫度不超過最大額定值嘅標準無鉛(符合 RoHS)溫度曲線。裝置本身已確認係符合 RoHS 指令嘅無鉛封裝。
7. 包裝同訂購資訊
零件編號係 LTP-7357KS。KS後綴可能表示特定嘅分級或光學特性。呢類元件嘅標準包裝通常採用防靜電管或托盤,以保護引腳同視窗免受損壞同靜電放電(ESD)。捲帶或管裝數量應向製造商或分銷商確認。包裝上嘅標籤將包括零件編號、批次代碼同日期代碼,以便追溯。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款顯示器非常適合需要簡單、低功耗字符讀數嘅應用。例子包括:網絡設備上嘅狀態指示器、電源或測試設備上嘅參數顯示、電器上嘅簡單訊息顯示、時鐘讀數,以及工業控制中嘅基本用戶界面面板。佢嘅可堆疊水平特性允許多個單元並排放置,以形成更長嘅訊息或更大嘅數字顯示。
8.2 設計考量同驅動電路
驅動 5x7 矩陣需要一個多路復用方案。需要一個具有足夠 I/O 引腳嘅微控制器或專用 LED 驅動器 IC(如 MAX7219 或類似產品)。驅動器必須快速循環掃描五列,為每一列激活適當嘅七個行陽極。測試條件中提到嘅 1/16 佔空比係一個常見嘅多路復用比率(列為 1/5 * 某個持續因子)。驅動器必須向每個 LED 提供脈衝電流,而非連續直流電。每個點嘅峰值電流可以高於平均額定值,以喺多路復用佔空比內實現所需亮度,但唔可以超過 60mA 嘅絕對最大值。需要根據正向電壓同所需脈衝電流仔細計算限流電阻。如果喺接近最大額定值或高環境溫度下運作,可能需要散熱措施。
9. 技術比較同差異化
LTP-7357KS 嘅關鍵區別在於佢使用 AlInGaP 技術實現黃色發光。同舊技術如 GaAsP(磷化鎵砷)相比,AlInGaP 提供更高效率、更好嘅溫度穩定性同更一致嘅顏色輸出。灰色面板/白色點狀組合喺熄滅時提供高對比度、防眩光外觀,喺許多專業同消費應用中比黑色或透明面板更受歡迎。廣泛嘅工作溫度範圍同固態結構使其喺惡劣環境中嘅可靠性優於其他顯示技術,如真空熒光顯示器(VFD)或液晶顯示器(LCD),儘管佢缺乏圖形像素矩陣嘅靈活性。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:峰值波長同主波長有咩分別?
答:峰值波長(λp)係發射光譜強度最大嘅波長。主波長(λd)係單色光嘅波長,會匹配 LED 嘅感知顏色。對於像呢款咁窄嘅光譜,佢哋非常接近(588nm 對 587nm)。
問:我可以用恆定直流電流驅動每個 LED 嚟驅動呢個顯示器嗎?
答:技術上係可以嘅,但效率非常低,而且需要 35 個獨立嘅限流電路。多路復用(掃描)係標準同實用嘅方法,只需 12 個引腳就可以控制 35 個 LED。
問:發光強度係喺 1/16 佔空比下測試嘅。咁對我嘅設計意味住咩?
答:呢個係用於指定亮度嘅測試條件。喺你嘅多路復用設計中,你會有類似嘅佔空比(例如,每列 1/5)。要達到指定亮度,你嘅驅動器喺有效時隙期間嘅脈衝電流應設定為 32mA(測試條件電流)。平均電流會低好多。
問:需要散熱器嗎?
答:對於喺指定平均電流同溫度限制內嘅正常運作,顯示器本身通常唔需要專用散熱器。然而,適當嘅 PCB 佈局,為電源同接地走線提供足夠嘅銅面積,有助於散熱。如果喺高環境溫度下以最大額定值驅動,建議進行熱分析。
11. 實用設計同使用案例
考慮設計一個帶有設定點同實際溫度讀數嘅簡單溫度控制器。可以使用兩個 LTP-7357KS 顯示器並排放置。微控制器讀取溫度傳感器,執行 PID 計算,並驅動加熱器繼電器。佢仲通過多路復用驅動電路驅動兩個 LED 顯示器,以顯示設定點同當前溫度。黃色喺各種照明條件下都容易睇到。設計必須包括陽極行上嘅限流電阻。韌體必須實現字符字型映射(將 ASCII 碼轉換為數字嘅 5x7 圖案、攝氏度嘅 'C' 等)同掃描例程,以足夠高嘅速率刷新顯示器以避免閃爍(通常 >60 Hz)。
12. 工作原理介紹
LTP-7357KS 基於半導體電致發光原理。AlInGaP 晶片結構由生長喺 GaAs 襯底上嘅多個外延層組成。當施加超過二極管閾值嘅正向電壓時,電子同電洞被注入到有源區,喺度佢哋復合,以光子(光)嘅形式釋放能量。鋁、銦、鎵同磷嘅特定合金成分決定咗帶隙能量,直接對應於發射光嘅波長(顏色)——喺呢個情況下係黃色。5x7 矩陣由 35 個呢啲獨立嘅 LED 晶片組成,以行同列嘅網格圖案電氣連接,允許通過多路復用進行獨立控制。
13. 技術趨勢同背景
雖然像 LTP-7357KS 咁樣嘅點陣顯示器對於特定、成本敏感或低資訊密度嘅應用仍然相關,但顯示技術嘅更廣泛趨勢係朝向更高集成度同靈活性。圖形 OLED 同 TFT-LCD 模組變得越來越實惠,並提供像素可尋址圖形。然而,對於簡單、明亮、堅固且低功耗嘅純字符顯示,LED 點陣仍然具有優勢。AlInGaP 嘅使用代表咗對舊 LED 材料嘅進步,提供更好嘅性能。呢個利基市場嘅未來發展可能集中於更高效率、更寬視角、集成驅動器同表面貼裝封裝以便於組裝,儘管基本嘅多路復用矩陣方法已經非常成熟。
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。 |