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 電氣同熱參數
- 3. 分級系統解釋規格書指出裝置根據發光強度分類。呢個意味住製造後有一個分級或篩選過程。LED通常會根據發光強度同正向電壓等關鍵參數進行測試同分組(分級),以確保一致性。雖然呢段摘錄冇提供具體嘅分級代碼細節,但呢種系統允許設計師選擇亮度緊密匹配嘅零件,防止陣列中數字或段之間出現明顯差異,呢點對於最終產品嘅美觀同功能一致性至關重要。4. 性能曲線分析規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然提供嘅文本冇詳細說明具體圖表,但呢類曲線通常說明正向電流(IF)同發光強度(IV)之間嘅關係、正向電壓(VF)與溫度嘅關係,以及光嘅角度分佈(視角圖案)。呢啲曲線對於設計師理解LED嘅非線性行為至關重要。例如,IV曲線顯示光輸出如何隨電流增加,但喺較高電流時可能會飽和。溫度遞減曲線對於熱管理設計至關重要,以確保壽命同穩定性能。5. 機械同封裝資訊
- 5.1 尺寸同外形
- 5.2 引腳配置同極性
- 6. 焊接同組裝指引
- 7. 應用建議
- 7.1 典型應用場景
- 7.2 設計考慮因素
- 8. 技術比較同區分
- 9. 常見問題(基於技術參數)
- 10. 實用設計同使用案例
- 11. 操作原理介紹
- 12. 技術趨勢同背景
1. 產品概覽
LTD-4708JS係一款雙位數、七段式嘅字母數字顯示模組,專為需要清晰、光猛數字顯示嘅應用而設計。佢主要功能係透過獨立控制嘅LED段,視覺上顯示兩個數字(0-9)。核心技術採用磷化鋁銦鎵(AlInGaP)半導體材料嚟產生黃色光。呢種材料系統喺黃橙紅光譜範圍內,以高效率同出色嘅色彩純度而聞名。裝置配備灰色面板同白色段標記,喺唔同光線條件下增強對比度同易讀性。佢根據發光強度進行分類,確保生產批次之間嘅亮度一致,令多個單元應用時外觀均勻。
2. 深入技術參數分析
2.1 光度學同光學特性
光學性能係顯示屏功能嘅核心。喺每段標準測試電流1 mA下,平均發光強度範圍由最低200 μcd到典型值650 μcd。峰值發射波長(λp)通常係588 nm,主波長(λd)係587 nm,將輸出穩固喺可見光譜嘅黃色區域。譜線半寬度(Δλ)係15 nm,表示相對較窄嘅頻寬同良好嘅色彩飽和度。段與段之間嘅發光強度匹配比規定為最大2:1,呢點對於確保一個數字內所有段嘅亮度均勻至關重要。
2.2 電氣同熱參數
電氣方面,每段LED喺驅動電流20 mA下,正向電壓(VF)範圍由2.05V到2.6V。絕對最大額定值定義咗操作極限:每段連續正向電流喺25°C時為25 mA,隨環境溫度升高以線性0.33 mA/°C遞減。峰值正向電流,喺脈衝條件下(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)容許為60 mA。每段最大功耗為70 mW。裝置每段可承受高達5V嘅反向電壓,喺呢個電壓下反向電流(IR)小於100 μA。操作同儲存溫度範圍規定為-35°C至+85°C,顯示其適用於工業同消費環境嘅穩健性。
3. 分級系統解釋
規格書指出裝置根據發光強度分類。呢個意味住製造後有一個分級或篩選過程。LED通常會根據發光強度同正向電壓等關鍵參數進行測試同分組(分級),以確保一致性。雖然呢段摘錄冇提供具體嘅分級代碼細節,但呢種系統允許設計師選擇亮度緊密匹配嘅零件,防止陣列中數字或段之間出現明顯差異,呢點對於最終產品嘅美觀同功能一致性至關重要。
4. 性能曲線分析
規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然提供嘅文本冇詳細說明具體圖表,但呢類曲線通常說明正向電流(IF)同發光強度(IV)之間嘅關係、正向電壓(VF)與溫度嘅關係,以及光嘅角度分佈(視角圖案)。呢啲曲線對於設計師理解LED嘅非線性行為至關重要。例如,IV曲線顯示光輸出如何隨電流增加,但喺較高電流時可能會飽和。溫度遞減曲線對於熱管理設計至關重要,以確保壽命同穩定性能。
5. 機械同封裝資訊
5.1 尺寸同外形
封裝圖(有提及但未詳細顯示)提供顯示屏嘅物理尺寸。主要規格係0.4吋(10.0 mm)數碼高度。所有尺寸均以毫米提供,標準公差為±0.25 mm,除非另有說明。呢個資訊對於PCB佔位設計同確保顯示屏正確安裝喺產品外殼內至關重要。
5.2 引腳配置同極性
裝置採用10引腳配置。佢採用雙重共陰極架構,即係有兩個獨立嘅共陰極引腳——每個數字一個(引腳4同9)。段A到G同小數點(D.P.)嘅陽極位於獨立引腳上。具體引腳排列係:1(C), 2(D.P.), 3(E), 4(數字2陰極), 5(D), 6(F), 7(G), 8(B), 9(數字1陰極), 10(A)。正確識別陰極同陽極引腳對於防止電路組裝期間反向偏壓損壞至關重要。
6. 焊接同組裝指引
絕對最大額定值包括一個關鍵焊接參數:裝置可承受最高焊接溫度260°C,最長持續時間3秒,測量點喺安裝平面下方1.6mm(1/16吋)處。呢個指引適用於波峰焊或手工焊接過程。對於回流焊,應使用峰值溫度低於此限制且具有受控升溫速率嘅溫度曲線。長時間暴露喺高溫下會損壞內部引線鍵合、LED芯片或塑料封裝。
7. 應用建議
7.1 典型應用場景
呢款顯示屏適用於各種需要緊湊、低功耗數字指示器嘅應用。常見用途包括儀錶板(例如萬用錶、頻率計)、消費電器(微波爐、洗衣機、恆溫器)、工業控制讀數,以及便攜式電子設備。高亮度同寬視角令佢喺昏暗同光線充足嘅環境下都易於閱讀。
7.2 設計考慮因素
限流:必須為每個段陽極或共陰極線路使用外部限流電阻,以設定所需亮度並防止超過最大連續正向電流。電阻值根據電源電壓(Vcc)、LED正向電壓(VF ~2.6V 最大值)同所需正向電流(例如10-20 mA)計算。
多工驅動:共陰極架構非常適合多工驅動電路。透過以高頻率(通常>100Hz)順序啟用一個陰極(數字),同時向陽極提供適當嘅段數據,相比靜態驅動,可以用更少嘅I/O引腳控制兩個數字。呢個亦會降低平均功耗。
視角:寬視角有好處,但必須喺機械設計中考慮,將顯示屏嘅最佳視錐角對準用戶預期嘅視線。
8. 技術比較同區分
同舊技術(如標準GaAsP或GaP LED)相比,AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率,喺相同輸入電流下產生更大亮度。產生嘅黃色更飽和同純正。同單數字顯示屏相比,呢款雙數字單元節省PCB空間並簡化組裝。發光強度分類(分級)係同非分級零件嘅主要區別,為設計師提供可預測嘅性能,呢點對於專業級產品至關重要。
9. 常見問題(基於技術參數)
問:用5V電源以15 mA驅動一段,應該用幾大電阻值?
答:使用歐姆定律:R = (Vcc - VF) / IF。假設典型VF為2.3V,R = (5V - 2.3V) / 0.015A ≈ 180 Ω。為穩健設計,應始終使用規格書中嘅最大VF(2.6V):R = (5V - 2.6V) / 0.015A ≈ 160 Ω。標準150 Ω或180 Ω電阻都合適,記得檢查電阻中嘅實際功耗。
問:我可唔可以直接用微控制器引腳驅動呢個顯示屏?
答:唔可以。微控制器引腳通常無法提供或吸收所需電流(每段高達25 mA,如果一個數字上有多段同時著,電流可能更大)。你必須使用晶體管驅動器(用於共陰極切換)同/或專用LED驅動器IC,以提供足夠電流並實現多工驅動。
問:峰值正向電流額定值有咩用?
答:呢個額定值允許短暫嘅電流脈衝高於直流額定值,可以用喺多工電路中,喺每個數字短暫開啟時間內實現更高嘅峰值亮度。隨時間嘅平均電流仍必須喺連續額定值限制內。
10. 實用設計同使用案例
考慮設計一個簡單嘅兩位數計數器。電路會涉及一個產生計數序列嘅微控制器。會用兩個NPN晶體管(或一個雙晶體管陣列)透過共陰極引腳(數字1同2)吸收電流,由設置為開漏或開集極模式嘅獨立微控制器GPIO控制。七段陽極(A-G)會透過獨立嘅限流電阻(例如150Ω)連接到其他GPIO。韌體會實現多工驅動:開啟數字1嘅晶體管,設定GPIO以點亮第一個數字值所需嘅段,等待幾毫秒,然後關閉數字1,開啟數字2,設定第二個數字值所需嘅段,並重複。呢個循環會產生兩個數字持續點亮嘅視覺效果。
11. 操作原理介紹
裝置基於半導體p-n接面中嘅電致發光原理運作。當施加超過二極管閾值電壓(AlInGaP約為2V)嘅正向電壓時,來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅電洞被注入活性區域。佢哋嘅復合以光子(光)形式釋放能量。光嘅特定波長(顏色)由半導體材料嘅帶隙能量決定——呢度係AlInGaP,經過設計可發射黃色光譜。七段中嘅每一段(加上小數點)包含一個或多個呢啲微型LED芯片。共陰極配置意味住一個數字內所有LED嘅陰極(負極)內部連接,允許透過單個開關啟用或禁用整個數字。
12. 技術趨勢同背景
對於紅、橙、黃光,AlInGaP技術代表對早期LED材料嘅重大進步。佢提供更高效率同更好嘅溫度穩定性。雖然呢份規格書係針對分立元件,但顯示技術嘅趨勢係朝向更高集成度,例如具有內置驅動器同串行接口(I2C、SPI)嘅多位數模組。此外,對於黃色指示器,有時會使用磷光體轉換白光LED或覆蓋更廣光譜嘅直接發射InGaN基LED。然而,對於需要純正、高效黃光同簡單直接驅動嘅應用,AlInGaP仍然係一個相關且可靠嘅選擇。呢度討論嘅多工驅動、限流同熱管理原理係基礎嘅,適用於各種基於LED嘅顯示技術。
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。 |