目錄
1. 產品概覽
LTP-4823KF係一個雙位、16段字母數字LED顯示屏模組。佢主要功能係喺電子設備度顯示字母同數字。核心技術採用AlInGaP(磷化鋁銦鎵)半導體材料,發出黃橙色光。呢個裝置屬於共陽極配置,即係每個數字嘅LED陽極喺內部連接埋一齊,簡化咗多工驅動電路嘅設計。顯示屏採用灰色面殼配白色發光段,增強咗唔同光線環境下嘅對比度同可讀性。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款顯示屏嘅主要優勢嚟自佢嘅AlInGaP技術同設計。佢提供高亮度同出色對比度,適合對可視性要求高嘅應用。寬廣視角確保從唔同角度都睇得清楚。同其他顯示技術相比,佢嘅固態結構提供更高可靠性同更長使用壽命。低功耗對於電池供電或注重能源效益嘅應用嚟講係一大優點。呢款顯示屏通常用喺工業控制面板、測試同測量設備、銷售點終端、儀器儀表,以及任何需要清晰、可靠數字或有限字母數字顯示嘅嵌入式系統。
2. 技術參數深入解讀
呢部分客觀詳細咁解讀規格書中列出嘅電氣同光學參數。
2.1 光度學同光學特性
主要光學特性係平均發光強度 (Iv),單位係微坎德拉 (µcd)。喺標準測試條件下(正向電流IF=1mA),強度範圍由最低500 µcd到典型值1300 µcd。呢個參數定義咗發光段嘅感知亮度。光線特徵包括峰值發射波長 (λp)為611 nm,同埋主波長 (λd)為605 nm,兩者都係喺IF=20mA下測量。呢啲數值將發光確定喺可見光譜嘅黃橙色區域。譜線半高寬 (Δλ)係17 nm,表示發射光嘅光譜純度。半高寬越窄,通常表示顏色越飽和。
2.2 電氣特性
關鍵電氣參數係每段正向電壓 (VF)。喺驅動電流20mA下,典型正向電壓係2.6V,最低2.05V。呢個數值對於設計LED限流電路至關重要。每段反向電流 (IR)規定喺施加5V反向電壓 (VR) 時最大為100 µA,表示關閉狀態下嘅漏電流。發光強度匹配比對於相似發光區域內嘅段,最大值為2:1。意思係喺相同條件下,最光嘅段唔應該超過最暗嘅段亮度嘅兩倍,確保外觀均勻。
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。每段平均功耗唔可以超過70 mW。每段峰值正向電流限制喺60 mA,而每段平均正向電流喺25°C下額定為25 mA,超過25°C時按0.33 mA/°C線性遞減。呢個遞減對於高溫環境下嘅熱管理好重要。最大每段反向電壓係5V。裝置可以喺溫度範圍-35°C 至 +105°C內操作同儲存。
3. 分級系統解釋
規格書包含發光強度嘅分級表。分級係一個質量控制過程,根據測量到嘅性能參數將LED分類(分級)以確保一致性。對於LTP-4823KF,LED根據喺IF=1mA下測量嘅平均發光強度分為F、G、H、J、K級。範圍係:F (321-500 µcd)、G (501-800 µcd)、H (801-1300 µcd)、J (1301-2100 µcd)、K (2101-3400 µcd)。咁樣設計師就可以為佢哋嘅應用選擇特定亮度級別嘅零件,確保多個顯示屏之間嘅均勻性,或者精確匹配設計嘅亮度要求。
4. 性能曲線分析
雖然提供嘅文本冇詳細說明具體曲線,但呢類裝置嘅典型性能曲線會包括:
- IV曲線(電流對電壓):顯示正向電流同正向電壓之間嘅關係。佢係非線性嘅,有一個開啟電壓(AlInGaP大約2V),之後電流會隨電壓輕微增加而快速上升。呢點突顯咗恆流驅動嘅必要性。
- 發光強度對正向電流:展示光輸出點樣隨驅動電流增加。喺一定範圍內通常係線性嘅,但喺極高電流下會因為熱效應同效率下降而飽和。
- 發光強度對環境溫度:顯示光輸出點樣隨LED結溫升高而下降。呢條曲線對於喺寬廣溫度範圍內操作嘅應用至關重要。
- 光譜分佈:相對強度對波長嘅圖,顯示喺~611 nm處嘅峰值同發射光譜嘅形狀。
5. 機械同封裝資訊
LTP-4823KF有一個標準雙位LED顯示屏佔位面積。封裝尺寸以毫米提供。關鍵機械注意事項包括:除非另有說明,所有尺寸公差為±0.25 mm,腳尖偏移公差為±0.4 mm。裝置採用單排20腳。內部電路圖顯示佢係兩個16段字符嘅共陽極配置,帶有右側小數點 (D.P.)。腳位連接表詳細列出每段(A-U、D.P.、以及字符1同字符2嘅公共陽極)嘅陰極連接。第14腳標記為"無連接" (N.C.)。
6. 焊接同組裝指引
規格書指定焊接條件:裝置可以承受260°C嘅烙鐵溫度3秒,烙鐵頭位置喺封裝座平面下方1/16吋(約1.6 mm)。組裝期間切勿超過呢個最高額定溫度,以防止損壞內部LED晶片同塑膠封裝。對於波峰焊或回流焊,應遵循通孔元件嘅標準溫度曲線,確保本體峰值溫度唔超過最高儲存溫度105°C。
7. 應用建議
7.1 典型應用場景
呢款顯示屏非常適合任何需要清晰兩位數讀數、偶爾需要字母指示嘅裝置。常見用途包括:數字萬用錶、頻率計數器、計時器、過程控制器、醫療設備(例如病人監護儀)、家用電器(例如焗爐、恆溫器)同汽車診斷工具。
7.2 設計考慮因素
- 驅動電路:作為共陽極顯示屏,最好由多工電路驅動。微控制器可以通過段陰極(經限流電阻)汲入電流,同時順序啟用每個數字嘅公共陽極腳。
- 電流限制:務必為每個段陰極或公共陽極路徑使用串聯電阻,將電流限制喺所需值(例如,10-20 mA以達全亮度)。使用公式 R = (Vcc - Vf) / If 計算電阻值,其中Vf係規格書中嘅正向電壓。
- 刷新率:多工驅動兩個數字時,確保刷新率足夠高(通常>60 Hz)以避免可見閃爍。
- 視角:考慮其寬廣視角來擺放顯示屏,以最大化最終用戶嘅可用性。
8. 技術比較
同舊技術(例如紅色GaAsP LED)相比,LTP-4823KF採用嘅AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率,喺相同驅動電流下產生更高亮度。同比較單數字顯示屏,呢款雙位單元節省電路板空間並簡化組裝。同點陣顯示屏相比,16段單元提供更簡單嘅驅動介面(20腳對比矩陣更多腳位),但僅限於字母數字字符同少量符號,唔能夠顯示完整圖形。
9. 常見問題(基於技術參數)
問:"無連接"腳(第14腳)有咩用?
答:呢隻腳喺機械上存在,但電氣上冇連接到任何內部元件。通常係為咗焊接時嘅機械穩定性,或者為咗保持一系列類似裝置嘅標準腳位佔位面積而包含嘅。
問:點樣理解"發光強度匹配比"2:1?
答:呢個係一個均勻性規格。意思係喺相同驅動條件下,任何一段嘅測量發光強度唔應該超過同一顯示屏上任何其他段強度嘅兩倍。咁樣確保所有發光段外觀一致。
問:我可以用5V電源驅動呢個顯示屏嗎?
答:可以,但你必須使用限流電阻。喺20mA下典型Vf為2.6V,所需電阻值為 R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 歐姆。務必根據你特定批次嘅實際Vf進行驗證,並相應調整電阻值以達到所需電流。
10. 實際使用案例
場景:設計一個簡單數字計時器。LTP-4823KF非常適合顯示分鐘同秒鐘(MM:SS)。微控制器會通過多工方式控制顯示屏。一個I/O端口會控制18個段陰極(通過晶體管或驅動器IC),另外兩個I/O腳會控制兩個公共陽極。韌體會更新段數據並快速切換兩個數字。高亮度確保計時器喺光線充足嘅房間內都睇得見,低功耗對於電池供電裝置有好處。
11. 工作原理
裝置基於半導體p-n結中嘅電致發光原理運作。當喺LED段嘅陽極同陰極之間施加超過二極體開啟電壓嘅正向電壓時,電子同電洞喺有源區(AlInGaP層)複合。呢種複合以光子(光)嘅形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量,進而決定發射光嘅波長(顏色),喺呢個情況下係黃橙色。16段中嘅每一段都係一個獨立LED或LED組合,通過選擇性點亮呢啲段,就可以形成字母數字字符。
12. 技術趨勢
雖然像LTP-4823KF咁樣嘅16段顯示屏喺特定應用中仍然相關,但資訊顯示嘅更廣泛趨勢係朝向更高集成度同靈活性。點陣OLED同LCD顯示屏變得越來越有成本競爭力,並提供完整嘅字母數字同圖形功能。然而,LED段式顯示屏喺極端環境(寬廣溫度範圍、高亮度)以及對簡單性、可靠性同長壽命要求極高嘅應用中仍然保持優勢。基礎嘅AlInGaP技術喺效率同壽命方面持續改進。此外,業界不斷推動更低功耗同符合環保法規(如RoHS),呢款裝置已經通過其無鉛封裝滿足要求。
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。 |