目錄
1. 產品概覽
LTD-6730JD係一款雙位數、七段式顯示模組,專為需要清晰數字讀數嘅應用而設計。佢嘅主要功能係透過獨立可尋址嘅LED段,以視覺方式顯示兩個數字(0-9同部分字母)。核心技術基於AlInGaP(磷化鋁銦鎵)半導體材料,專門設計用於發射超紅光譜嘅光。呢款器件歸類為共陽極型顯示屏,即係話每個數字嘅LED陽極喺內部連接埋一齊,當使用電流吸收型驅動器時,可以簡化驅動電路。
呢款顯示屏嘅字元高度為0.56吋(14.22毫米),喺可讀性同緊湊尺寸之間取得平衡。佢採用灰色面板同白色段標記,當段被點亮時,可以增強對比度同易讀性。器件設計用於低功耗操作,適合電池供電或注重能源效率嘅應用,其中高效照明至關重要。
2. 技術參數深度客觀解讀
2.1 光度學同光學特性
光學性能係喺環境溫度(Ta)為25°C嘅標準測試條件下定義嘅。關鍵參數平均發光強度(Iv),當每個段以1 mA正向電流(IF)驅動時,典型值為700 µcd。規定嘅最小值為320 µcd,並無列出最大值上限,表明重點係確保最低亮度水平。段之間嘅發光強度匹配比規定最大為2:1,呢個定義咗唔同段之間允許嘅亮度變化,以確保外觀均勻。
顏色特性由波長定義。峰值發射波長(λp)典型值為650 nm,而當以IF=20mA驅動時,主波長(λd)典型值為639 nm。峰值波長同主波長之間嘅輕微差異喺LED中係常見嘅。譜線半寬(Δλ)為20 nm,表示光譜純度或發射光波長圍繞峰值嘅分佈。呢個組合將發射光牢牢定位喺可見光譜嘅超紅光區域。
2.2 電氣特性
電氣參數定義咗器件嘅工作邊界同條件。每個段嘅正向電壓(VF)喺測試電流為1 mA時,範圍為2.1V至2.6V。呢個參數對於設計限流電路至關重要。當施加5V反向電壓(VR)時,每個段嘅反向電流(IR)規定最大為100 µA,表示LED反向偏置時嘅洩漏水平。
絕對最大額定值確立咗可能導致永久損壞嘅極限。每個段嘅連續正向電流喺25°C時額定為25 mA,降額因子為0.33 mA/°C。呢個意味住允許嘅連續電流會隨著環境溫度升高而降低。對於脈衝操作,喺特定條件下(1/10佔空比,0.1 ms脈衝寬度)允許90 mA嘅峰值正向電流,可以用於多路復用或實現更高嘅瞬時亮度。每個段嘅最大功耗為70 mW。每個段嘅最大反向電壓為5V。
2.3 熱力同環境規格
器件嘅工作溫度範圍額定為-35°C至+85°C。相同嘅儲存溫度範圍表示組件喺未通電時嘅穩健性。一個關鍵嘅組裝參數係焊接溫度額定值:器件可以承受最高260°C嘅溫度,最多3秒,測量點位於封裝安裝平面下方1.6毫米(1/16吋)處。呢個係波峰焊或回流焊工藝嘅標準額定值。
3. 機械同封裝資料
器件以標準雙位數七段式封裝提供。提供嘅尺寸定義咗物理佔位面積、孔距同整體高度,呢啲對於PCB(印刷電路板)佈局同機械集成到最終產品中至關重要。圖紙指明所有尺寸均以毫米為單位,除非另有說明,標準公差為±0.25毫米。封裝包括帶有白色段標記嘅灰色面板同用於電氣連接嘅必要腳位。
4. 腳位連接同內部電路
器件採用18腳配置。腳位定義如下:腳位1-12同15係數字1同數字2特定段(A, B, C, D, E, F, G, H, J, DP)嘅陰極。段映射(例如,邊個腳位控制數字2嘅段'A')有明確定義。腳位13同14分別係數字2同數字1嘅共陽極。腳位16、17同18列為無連接(NC)。內部電路圖顯示每個數字都係共陽極配置,其中陽極由該數字所有七個段(加小數點)共享,每個段都有自己獨立嘅陰極腳位。呢種架構最適合多路復用,即每個數字嘅陽極以高頻率順序開啟,同時驅動相應嘅陰極腳位以點亮所需嘅段。
5. 性能曲線分析
雖然提供嘅文本中無詳細說明具體圖表,但呢類器件嘅典型曲線會包括幾個關鍵關係。正向電流對正向電壓(I-V)曲線顯示二極管嘅指數關係特性;理解呢條曲線對於選擇正確嘅串聯電阻或設計恆流驅動器至關重要。發光強度對正向電流曲線通常喺較低電流時顯示近乎線性嘅關係,喺較高電流時飽和。發光強度對環境溫度曲線係關鍵,因為LED輸出通常會隨著結溫升高而降低。對於呢種超紅光類型嘅彩色LED,光譜分佈曲線會顯示圍繞650 nm中心嘅唔同波長下發射光嘅強度。
6. 應用建議
6.1 典型應用場景
呢款顯示屏適合各種需要清晰、可靠數字指示嘅應用。常見用途包括儀錶板(例如,萬用錶、頻率計)、消費電器(微波爐、焗爐、洗衣機)、工業控制讀數、測試同測量設備,以及銷售點終端。佢嘅低電流要求使其成為便攜式、電池供電設備嘅候選者。
6.2 設計考量同驅動電路
使用呢款顯示屏進行設計需要一個能夠吸收段電流嘅驅動電路。由於佢係共陽極顯示屏,陽極(腳位13同14)應該通過一個限流電阻連接到正電壓源(Vcc),或者更常見嘅係,由晶體管或專用驅動器IC嘅輸出腳位切換。陰極腳位(1-12, 15)連接到驅動器嘅電流吸收輸出(例如,微控制器嘅GPIO腳位、移位寄存器或專用LED驅動器)。
要控制兩個數字,多路復用係標準方法。電路會快速交替開啟數字1嘅陽極(同時驅動數字1所需段嘅陰極),然後開啟數字2嘅陽極(同時驅動數字2所需段嘅陰極)。人眼嘅視覺暫留會將呢啲快速閃爍融合成穩定嘅兩位數圖像。多路復用頻率必須足夠高以避免可見閃爍,通常高於60 Hz。進行多路復用時,每個段嘅瞬時電流可以高於直流額定值(以峰值電流額定值作為指導)以實現相同嘅平均亮度,但必須遵守熱力同佔空比限制。
限流係必須嘅。即使進行多路復用,亦需要為每個段陰極使用串聯電阻或使用恆流驅動器,以防止過大電流損壞LED芯片。電阻值可以使用歐姆定律計算:R = (Vcc - VF) / IF,其中VF係LED嘅正向電壓(保守設計使用最大值2.6V),Vcc係電源電壓,IF係所需嘅正向電流。
7. 技術比較同特點
列出嘅特點突顯咗佢嘅競爭優勢:連續均勻段確保點亮數字嘅平滑、無縫隙外觀。高亮度同高對比度,由AlInGaP技術同灰/白色處理促進,確保喺各種照明條件下嘅可讀性。寬視角係LED技術同封裝設計嘅優點。固態可靠性指LED相比機械或燈絲式顯示屏固有嘅穩健性。低功耗要求係現代電子設計嘅關鍵特點。器件按發光強度分類意味住單元經過分選或測試以符合特定亮度閾值,提供生產一致性。
8. 基於技術參數嘅常見問題
問:峰值波長同主波長有咩分別?
答:峰值波長係發射光譜最強嘅單一波長。主波長係單色光嘅單一波長,會匹配LED光嘅感知顏色。由於LED發射光譜嘅形狀,佢哋通常接近但唔完全相同。
問:我可唔可以直接用5V微控制器腳位驅動呢款顯示屏?
答:唔可以,唔可以直接驅動。你必須為每個段陰極串聯一個限流電阻。將LED直接連接到電壓源(例如配置為輸出嘅GPIO腳位)會試圖汲取過大電流,可能損壞LED同微控制器腳位。
問:點解會有無連接腳位?
答:18腳封裝可能係用於各種顯示配置嘅標準佔位面積。對於呢款特定雙位數型號,只有15個腳位係電氣有效嘅。NC腳位提供機械穩定性並與標準插座或PCB佈局對齊。
問:點樣計算功耗?
答:對於非多路復用、靜態顯示:功耗 = (點亮段嘅數量) * (每個段嘅正向電流) * (每個段嘅正向電壓)。對於多路復用顯示,每個段嘅平均電流係 IF * 佔空比。總功耗係兩個數字所有點亮段嘅總和,考慮佢哋各自嘅佔空比(例如,兩位數多路復用中每個數字50%)。
9. 焊接同組裝指引
遵守指定嘅焊接曲線對於防止內部LED芯片、焊線同塑料封裝受到熱損壞至關重要。喺安裝平面下方1.6毫米處,最高焊接溫度260°C持續3秒係回流焊嘅關鍵參數。標準無鉛(SAC)回流焊曲線通常喺呢個範圍內有峰值溫度。對於手工焊接,應使用溫控烙鐵,並盡量減少與腳位嘅接觸時間。焊接後,應讓器件自然冷卻。避免使顯示面板受到機械應力或可能損壞塑料或標記嘅清潔溶劑。
10. 工作原理
器件基於半導體p-n結中嘅電致發光原理運作。AlInGaP材料系統用於創建結。當施加超過結閾值(約2.1-2.6V)嘅正向電壓時,來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入到有源區域,喺度佢哋重新結合。喺AlInGaP LED中,呢種重新結合主要釋放光子(光)形式嘅能量,位於光譜嘅紅色至橙黃色部分,具體取決於確切嘅合金成分。不透明嘅GaAs襯底有助於將光輸出向上引導通過芯片頂部,增強觀看側嘅亮度。顯示屏嘅每個段包含一個或多個並聯連接嘅呢啲LED芯片。
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。 |