目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數詳解
- 2.1 電氣特性
- 2.2 光學特性
- 2.3 熱力同環境規格
- 3. 分級系統解釋 份規格書提到呢件裝置係按發光強度分類。即係話,生產商會根據測量到嘅光輸出,將啲LED分門別類。喺LED製造業,分級係將性能相近嘅元件(例如發光強度(亮度)、正向電壓、主波長)歸入同一組。設計師如果購買指定級別嘅貨,就可以確保產品入面多個顯示屏嘅亮度一致,唔會出現數字之間或者唔同裝置之間有明顯差異。雖然呢份文件冇詳細講明具體嘅分級代碼或者範圍,但設計師喺規劃生產時,應該參考廠商嘅詳細分級文件,咁先至可以保證應用上嘅視覺一致性。 4. 性能曲線分析 份規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然正文冇提供具體圖表,但呢類曲線係LED文件嘅標準內容,對設計好緊要。通常包括: 相對發光強度 vs. 正向電流 (I-V曲線):呢幅圖顯示光輸出點樣隨驅動電流增加。通常係非線性嘅,當電流好高嗰陣,效率會因為熱效應而下降。 正向電壓 vs. 正向電流:呢個顯示二極管嘅IV特性,對設計限流電路好重要。 相對發光強度 vs. 環境溫度:呢條曲線顯示光輸出點樣隨接面溫度上升而下降,凸顯咗喺高亮度或者高工作週期應用中,熱管理嘅重要性。 光譜分佈:一幅相對強度對波長嘅圖,顯示發出顏色嘅形狀同純度。 設計師應該利用呢啲曲線去選擇合適嘅驅動電流、了解熱降額,同埋預測喺非標準條件下嘅性能表現。 5. 機械同封裝資料
- 6. 焊接同組裝指引
- 7. 內部電路同腳位配置
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較同區分
- 10. 常見問題 (FAQ)
- 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
LTS-5703AKF係一款高性能、單位數、七劃LED顯示屏模組,專為需要清晰、明亮數字讀數嘅應用而設計。佢嘅字高係0.56吋(14.22毫米),適合用喺中型面板同儀器上,喺中等距離睇都一樣咁清楚。呢件裝置採用先進嘅磷化鋁銦鎵(AlInGaP)半導體技術,喺砷化鎵(GaAs)基板上製造,產生出獨特嘅黃橙色光。呢種材料系統以高效率同出色亮度聞名。顯示屏有淺灰色面同白色筆劃,提供高對比度,確保喺唔同光線條件下都有最佳嘅字符外觀。
佢嘅核心優勢包括低功耗要求、高亮度、寬視角同固態可靠性。啲筆劃設計成連續同均勻,確保輸出嘅視覺效果一致同專業。呢件裝置按發光強度分類,並採用符合RoHS(有害物質限制)指令嘅無鉛封裝,適合考慮環保嘅現代電子設計。
2. 技術參數詳解
2.1 電氣特性
電氣參數定義咗可靠使用嘅操作限制同條件。絕對最大額定值指明咗唔可以超越嘅界限,否則會造成永久損壞。每個筆劃嘅連續正向電流喺25°C時額定為25 mA,隨環境溫度上升,線性降額係數為0.33 mA/°C。喺脈衝條件下(1/10工作週期,0.1ms脈衝寬度)容許嘅峰值正向電流係60 mA。每個筆劃嘅最大功耗係70 mW。反向電壓承受能力係5 V。每個筆劃嘅正向電壓(VF)喺標準測試電流20 mA驅動下,通常範圍係2.05V到2.6V。反向電流(IR)喺施加5V反向偏壓時,規定最大值為100 µA。
2.2 光學特性
光學性能係佢功能嘅核心。平均發光強度(IV)係一個關鍵指標,喺測試條件IF= 1 mA下,最小值為800 µcd,典型值為1667 µcd,冇指定最大值。呢種高亮度確保咗良好嘅可見度。顏色特性由波長定義:峰值發射波長(λp)通常係611 nm,主波長(λd)通常係605 nm,兩者都係喺IF= 20 mA下測量,將輸出牢牢定位喺黃橙色光譜。光譜線半高寬(Δλ)約為17 nm,表示顏色發射相對純淨。筆劃之間嘅發光強度匹配(對於相似發光區域)最大比例為2:1,確保咗整個數字嘅均勻性。
2.3 熱力同環境規格
呢件裝置嘅操作溫度範圍額定為-35°C至+85°C,儲存溫度範圍為-35°C至+85°C。呢個寬廣範圍令佢適合用喺唔同環境,由工業控制到消費電子產品都得。至於組裝方面,焊接溫度規定為260°C持續3秒,測量點喺安裝平面下方1/16吋(約1.59毫米)處,呢個係波峰焊或者回流焊工藝嘅標準參考點。
3. 分級系統解釋
份規格書提到呢件裝置係按發光強度分類。即係話,生產商會根據測量到嘅光輸出,將啲LED分門別類。喺LED製造業,分級係將性能相近嘅元件(例如發光強度(亮度)、正向電壓、主波長)歸入同一組。設計師如果購買指定級別嘅貨,就可以確保產品入面多個顯示屏嘅亮度一致,唔會出現數字之間或者唔同裝置之間有明顯差異。雖然呢份文件冇詳細講明具體嘅分級代碼或者範圍,但設計師喺規劃生產時,應該參考廠商嘅詳細分級文件,咁先至可以保證應用上嘅視覺一致性。
4. 性能曲線分析
份規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然正文冇提供具體圖表,但呢類曲線係LED文件嘅標準內容,對設計好緊要。通常包括:
- 相對發光強度 vs. 正向電流 (I-V曲線):呢幅圖顯示光輸出點樣隨驅動電流增加。通常係非線性嘅,當電流好高嗰陣,效率會因為熱效應而下降。
- 正向電壓 vs. 正向電流:呢個顯示二極管嘅IV特性,對設計限流電路好重要。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度:呢條曲線顯示光輸出點樣隨接面溫度上升而下降,凸顯咗喺高亮度或者高工作週期應用中,熱管理嘅重要性。
- 光譜分佈:一幅相對強度對波長嘅圖,顯示發出顏色嘅形狀同純度。
設計師應該利用呢啲曲線去選擇合適嘅驅動電流、了解熱降額,同埋預測喺非標準條件下嘅性能表現。
5. 機械同封裝資料
呢件裝置採用標準LED顯示屏封裝。封裝尺寸圖(文中提及但冇詳細說明)通常會顯示模組嘅總長度、闊度同高度、筆劃視窗尺寸,以及十支腳嘅精確間距同直徑。關鍵機械註記包括:所有尺寸單位為毫米,除非另有說明,標準公差為±0.25毫米。腳尖偏移容許額外公差±0.4毫米,呢點對PCB焊盤設計同自動插入工序好重要。腳位連接圖清晰提供,標明咗十支腳各自嘅功能,包括筆劃A-G、小數點(D.P.)同兩支共陰極腳。
6. 焊接同組裝指引
提供嘅主要組裝指引係焊接溫度規格:裝置可以承受安裝平面下方1.59毫米(1/16吋)處嘅溫度為260°C持續3秒。呢個係回流焊溫度曲線嘅關鍵參數。設計師必須確保佢哋嘅回流焊爐溫度曲線喺元件引腳處唔會超過呢個溫度-時間組合,以免損壞內部接線或者LED晶片。應該遵守處理靜電敏感裝置嘅標準預防措施。寬廣嘅儲存溫度範圍(-35°C至+85°C)令庫存管理更具彈性。
7. 內部電路同腳位配置
內部電路圖顯示係共陰極配置。即係話,所有LED筆劃嘅陰極(負極)喺內部連接埋一齊。LTS-5703AKF有兩支共陰極腳(腳3同腳8),佢哋喺內部係連接嘅。咁樣令PCB佈線更具彈性。每個筆劃(A、B、C、D、E、F、G)同小數點(D.P.)嘅陽極(正極)就分別引出到唔同嘅腳。腳位定義如下:腳1:E,腳2:D,腳3:共陰極,腳4:C,腳5:D.P.,腳6:B,腳7:A,腳8:共陰極,腳9:F,腳10:G。要點亮一個筆劃,必須將正電壓(透過一個限流電阻)施加到相應嘅陽極腳,而共陰極腳就必須接地。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款顯示屏非常適合任何需要清晰單一位數數字讀數嘅裝置。常見應用包括:測試同測量設備(萬用錶、頻率計數器)、工業控制面板、醫療設備、消費電器(微波爐、焗爐、咖啡機)、汽車儀錶板顯示(用於行車電腦、空調控制)同銷售點終端機。
8.2 設計考慮因素
- 限流:務必為每個筆劃陽極使用一個串聯電阻(或者喺共陰極用一個電阻進行多工驅動)來設定正向電流。根據電源電壓(VCC)、LED正向電壓(VF~最大2.6V)同所需電流(例如,10-20 mA可獲良好亮度)計算電阻值。公式:R = (VCC- VF) / IF.
- 多工驅動:對於多位數顯示屏,會使用多工驅動方案,即係快速逐個點亮數字。LTS-5703AKF嘅共陰極設計好適合呢種方式。峰值電流額定值(60 mA)容許喺多工驅動期間使用更高嘅脈衝電流,以達到同連續驅動筆劃相若嘅感知亮度。
- 視角:寬視角確保從唔同位置都睇得到,呢點對面板安裝設備好緊要。
- 熱管理:雖然裝置操作範圍良好,但如果喺高環境溫度或者高連續電流下操作,要確保足夠通風,以維持使用壽命同穩定嘅光輸出。
9. 技術比較同區分
LTS-5703AKF嘅主要區別在於佢嘅材料技術同特定性能特徵。同舊技術(例如標準磷化鎵(GaP)紅色或綠色LED)相比,AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率,喺相同驅動電流下可以做到更光嘅顯示屏。同某啲基於氮化銦鎵(InGaN)嘅高亮度白色或藍色LED相比,黃橙色有獨特嘅美學同功能應用,通常會因為特定面板配色方案,或者佢嘅溫暖感同清晰度而被選用。0.56吋嘅尺寸填補咗細型(0.3吋)顯示屏(用於緊湊裝置)同大型(1吋以上)顯示屏(用於遠距離觀看)之間嘅市場空隙。佢嘅RoHS合規性係現代全球市場嘅標準但必不可少嘅特徵。
10. 常見問題 (FAQ)
問:點解要有兩支共陰極腳?
答:腳3同腳8喺內部係連接嘅。咁樣提供咗PCB佈線嘅靈活性,可以從封裝嘅任何一邊接地,可以簡化走線,特別係喺密集設計或者使用單面PCB嘅時候。
問:我可唔可以直接用5V微控制器腳位驅動呢個顯示屏?
答:唔可以。你必須永遠使用一個限流電阻。微控制器腳位通常唔能夠安全地提供20 mA電流,就算可以,冇電阻嘅話,LED會試圖汲取過多電流,可能損壞LED同微控制器兩者。要計算合適嘅串聯電阻值。
問:發光強度匹配比例2:1係咩意思?
答:意思係,喺同一測試條件下,裝置入面最暗嘅筆劃亮度唔會低過最光筆劃亮度嘅一半。咁樣確保咗整個數字嘅視覺均勻性。
問:呢款顯示屏適唔適合戶外使用?
答:操作溫度範圍延伸到-35°C,涵蓋好多戶外條件。不過,份規格書冇指明防塵防水嘅防護等級(IP等級)。用喺戶外嘅話,顯示屏可能需要安裝喺密封窗後面,或者喺受保護嘅外殼入面。
11. 實用設計同使用案例
案例:設計一個簡單嘅數字計時器顯示。一位設計師正在製作一個有單一位數顯示嘅倒數計時器。佢選擇LTS-5703AKF,因為佢夠清晰同尺寸合適。佢使用一個5V邏輯嘅微控制器。為咗達到15 mA嘅目標筆劃電流,佢計算限流電阻:R = (5V - 2.4V) / 0.015A ≈ 173歐姆。佢選擇一個標準180歐姆電阻。佢將兩支共陰極腳透過一個NPN電晶體(用於開關/多工驅動,如果日後加多啲位數)連接到微控制器嘅接地腳。七支筆劃陽極腳就各自透過一個180歐姆電阻連接到微控制器嘅I/O腳。呢個設計冇用小數點。軟件循環顯示數字9到0。高對比度同亮度確保數字喺光線充足嘅房間都容易睇到。
12. 工作原理介紹
LTS-5703AKF基於固態半導體發光二極管(LED)。活性材料係生長喺砷化鎵(GaAs)基板上嘅磷化鋁銦鎵(AlInGaP)。當施加超過二極管閾值電壓(約2V)嘅正向電壓時,電子同電洞分別從n型同p型半導體層注入活性區域。呢啲電荷載子復合,以光子(光)嘅形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗半導體嘅能隙能量,直接決定咗發出光嘅波長(顏色)——喺呢個情況係黃橙色(約605-611 nm)。顯示屏嘅每個筆劃包含一個或者多個呢啲微型LED晶片。共陰極配置喺內部連接咗所有呢啲晶片嘅負極,簡化咗外部驅動電路。
13. 技術趨勢同背景
AlInGaP LED技術代表咗一個成熟且高度優化嘅解決方案,用於發出紅、橙、琥珀同黃色光。幾十年來,佢一直係呢啺顏色喺高亮度應用中嘅主導材料系統,因為同舊技術相比,佢具有更優越嘅效率同可靠性。顯示技術嘅當前趨勢包括開發更高效嘅微型LED,以及廣泛採用有機LED(OLED)用於全彩、柔性顯示屏。然而,對於需要極高亮度、長壽命同喺寬廣溫度範圍內穩定嘅單色、分段數字顯示屏——特別係喺工業、汽車同儀器儀表領域——好似呢份規格書入面呢款基於AlInGaP嘅LED,仍然係首選同具成本效益嘅選擇。轉用無鉛(RoHS)封裝,正如呢度所見,係由環保法規驅動嘅全行業標準演變。
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。 |