目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 技術參數深度客觀解讀
- 2.1 光度學同光學特性
- 2.2 電氣參數
- 2.3 絕對最大額定值同熱特性
- 3. 分級系統解釋規格書明確指出,呢款器件係按發光強度分級嘅。呢個係一個分級過程,製造出嚟嘅LED會根據佢哋喺特定測試電流下測量到嘅光輸出,進行測試並分組(bin)。咁樣可以確保設計師為單一產品採購多個顯示屏時,收到亮度匹配度高嘅單元,防止多數碼讀數出現唔均勻或斑駁嘅外觀。雖然呢份公開規格書冇詳細說明具體嘅分級代碼,但通常會喺單獨嘅文件提供,或者可以喺大批量訂單時索取。631 nm嘅主波長亦係一個關鍵嘅顏色參數,會喺製造過程中控制喺某個公差範圍內,不過呢度冇提到正式嘅波長分級方案。4. 性能曲線分析
- 5. 機械同封裝信息
- 6. 焊接同組裝指引
- 7. 包裝同訂購信息
- 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
- 10. 常見問題(基於技術參數)
- 11. 實用設計同使用案例
- 12. 原理介紹
- 13. 發展趨勢
1. 產品概覽
LTS-367KR-02係一款單數碼七劃發光二極管(LED)顯示屏,專為需要清晰、明亮數字讀數嘅應用而設計。佢嘅主要功能係透過選擇性點亮七個獨立劃線(標示為A至G)同一個可選嘅小數點,來視覺化顯示數字0-9同埋部分字母。呢款器件採用先進嘅AS-AlInGaP(鋁銦鎵磷)LED晶片製造,呢啲晶片喺砷化鎵(GaAs)基板上生長。選擇呢種材料技術,係因為佢能夠產生高亮度、高效率嘅超級紅光。顯示屏配備灰色面板,可以增強對比度,同埋有白色劃線標記,確保喺唔著燈時都有最佳嘅字符清晰度。佢係按光度分級嘅,意思係出廠前會將單元進行分類同測試,以確保亮度水平一致,呢點對於多數碼顯示屏嘅均勻性至關重要。
1.1 核心優勢同目標市場
LTS-367KR-02提供多個關鍵優勢,令佢適合多種工業同消費類應用。佢嘅高亮度同高對比度確保咗即使喺光線充足嘅環境或者遠距離下,都有極佳嘅可讀性。寬闊嘅視角令顯示嘅字符可以從唔同位置清晰睇到,唔使正對住。呢款器件具有固態可靠性,即係話佢冇活動部件,抗震抗振,同埋相比其他顯示技術(例如白熾燈或真空熒光顯示屏VFDs),操作壽命更長。佢功耗低,節能,適合電池供電設備。連續、均勻嘅劃線提供咗乾淨專業嘅字符外觀。佢嘅主要目標市場包括儀錶板(例如萬用錶、頻率計)、工業控制系統、銷售點終端、汽車儀錶板(用於輔助顯示)、醫療設備,同埋需要清晰數字指示嘅家用電器。
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)25°C下定義嘅。平均發光強度(Iv)係亮度嘅主要量度。規格書指明,喺正向電流(IF)為1mA測試時,最小值為200 µcd,典型值為2100 µcd,最大值為750 µcd。喺更高嘅驅動電流10mA下,典型強度會顯著上升到9750 µcd。電流同亮度之間嘅呢種非線性關係係LED嘅典型特徵,詳情喺特性曲線中列出。峰值發射波長(λp)係639納米(nm),屬於可見光譜嘅紅色部分。主波長(λd)係631 nm。峰值波長係光譜功率最大嘅點,而主波長係人眼對顏色嘅單一波長感知,對於顯示應用更為相關。譜線半寬度(Δλ)係20 nm,表示光譜純度或發射光圍繞峰值波長嘅擴散;數值越細,表示光越單色。發光強度匹配比對於同一發光區域內嘅劃線,喺1mA驅動下,規定最大值為2:1,意思係最光嘅劃線唔應該超過最暗劃線亮度嘅兩倍,確保視覺均勻性。
2.2 電氣參數
關鍵電氣參數係每劃正向電壓(VF)。當劃線用10mA電流驅動時,典型值為2.6伏特,最大值為2.6V。最小值標示為2.1V。呢個正向電壓對於設計限流電路至關重要。每劃反向電流(IR)當施加5V反向偏壓時,最大值為100 µA,表示器件喺關閉狀態下嘅漏電特性。每劃連續正向電流喺標準條件下額定為25 mA。提供咗0.33 mA/°C嘅降額因子,意思係環境溫度每升高1°C超過25°C,最大允許連續電流就會減少0.33 mA,以防止過熱並確保可靠性。
2.3 絕對最大額定值同熱特性
呢啲額定值定義咗壓力極限,超過呢啲極限可能會造成永久損壞。每劃功耗唔可以超過70 mW。每劃峰值正向電流可以達到90 mA,但只限於脈衝條件下(1 kHz頻率,10%佔空比),允許短時間內更高亮度而唔會過熱。每劃反向電壓絕對唔可以超過5V。器件嘅工作溫度範圍額定為-35°C至+85°C,儲存溫度範圍相同。焊接溫度規格對於組裝好關鍵:引腳可以承受260°C持續3秒,測量點喺封裝體座平面下方1/16吋(約1.59毫米)。焊接期間超過呢啲熱極限可能會損壞內部引線鍵合或LED晶片本身。
3. 分級系統解釋
規格書明確指出,呢款器件係按發光強度分級嘅。呢個係一個分級過程,製造出嚟嘅LED會根據佢哋喺特定測試電流下測量到嘅光輸出,進行測試並分組(bin)。咁樣可以確保設計師為單一產品採購多個顯示屏時,收到亮度匹配度高嘅單元,防止多數碼讀數出現唔均勻或斑駁嘅外觀。雖然呢份公開規格書冇詳細說明具體嘅分級代碼,但通常會喺單獨嘅文件提供,或者可以喺大批量訂單時索取。631 nm嘅主波長亦係一個關鍵嘅顏色參數,會喺製造過程中控制喺某個公差範圍內,不過呢度冇提到正式嘅波長分級方案。
4. 性能曲線分析
規格書參考咗典型電氣/光學特性曲線。雖然文本冇提供具體圖表,但呢類器件嘅標準曲線通常包括:1. 相對發光強度 vs. 正向電流(I-V曲線):呢個圖表會顯示光輸出點樣隨驅動電流增加,最初喺低電流時線性增加,然後喺高電流時由於熱效應同效率下降而趨向飽和。2. 正向電壓 vs. 正向電流:呢個顯示指數關係,對於設計恆流驅動器好關鍵。3. 相對發光強度 vs. 環境溫度:呢條曲線展示咗光輸出嘅熱降額;對於AlInGaP LED,隨著溫度升高,發光強度通常會降低。4. 光譜分佈:一個顯示喺唔同波長下相對發射功率嘅圖,以639 nm峰值為中心,半寬度為20 nm。呢啲曲線對於理解器件喺非標準條件下(唔同電流、溫度)嘅行為,同埋為咗優化設計以達致性能同壽命,係必不可少嘅。
5. 機械同封裝信息
器件以標準通孔封裝提供,有10個引腳,間距為0.1吋(2.54毫米)。整體封裝尺寸喺圖紙中提供(文本冇完全詳細說明,但註明所有尺寸單位為毫米,一般公差為±0.25毫米)。特別註明提到,引腳尖端嘅偏移公差係±0.4毫米,呢點對於PCB孔位放置同波峰焊接過程好重要。內部電路圖顯示呢個係一個共陰極配置。所有LED劃線(同小數點)嘅陰極都喺內部連接,並引出到兩個引腳:引腳1同引腳6,呢兩個引腳內部亦都互相連接。意思係要點亮一個劃線,必須將佢對應嘅陽極引腳驅動至高電平(加限流電阻),同時將共陰極引腳接地。小數點位於數字嘅右側。
6. 焊接同組裝指引
主要指引係焊接溫度曲線:最高260°C持續3秒,測量點喺封裝體底部1/16吋(1.59毫米)處。通常係透過受控嘅波峰焊接或選擇性焊接過程來實現。對於手工焊接,必須極度小心,短時間加熱,並避免烙鐵頭直接接觸封裝體。建議喺焊接點同封裝之間嘅引腳上使用散熱器。器件被指定為無鉛封裝(符合RoHS),意思係佢兼容無鉛焊料合金,呢啲合金通常比傳統嘅錫鉛焊料熔點更高,令遵守溫度限制更加關鍵。焊接後,可能需要清潔以去除助焊劑殘留物,但要注意溶劑選擇,避免損壞塑料透鏡或標記。
7. 包裝同訂購信息
部件編號係LTS-367KR-02。命名規則可能分解如下:LTS(產品系列/顯示類型),367(可能表示0.36吋尺寸同7劃),KR(可能表示顏色:超級紅色,同埋可能係封裝樣式),同埋-02(修訂版或變體代碼)。器件通常以防靜電管或托盤供應,以保護引腳免受損壞並防止靜電放電(ESD)。對於大批量訂單,用於自動組裝嘅捲帶包裝亦都好常見,但具體嘅帶寬、凹槽尺寸同捲盤直徑會喺單獨嘅包裝規格文件中指定。包裝上嘅標籤應清楚標明部件編號、數量、日期代碼,同埋可能嘅發光強度分級代碼。
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單個、高度易讀數字嘅應用。例子包括:測試同測量設備:作為手持式萬用錶上嘅量程指示器或模式指示器。工業控制:喺控制面板上顯示設定點、計數器或錯誤代碼。消費電子產品:喺舊式影音設備上顯示頻道號碼,電器上嘅定時器讀數。汽車改裝市場:用於電壓、溫度或增壓嘅輔助儀錶。醫療設備:監護儀或診斷工具上嘅簡單參數顯示,可靠性至關重要。
8.2 設計考慮因素
限流:每個劃線陽極必須透過串聯限流電阻驅動。電阻值使用 R = (Vcc - VF) / IF 計算,其中 VF 係正向電壓(典型值2.6V),IF 係所需正向電流(例如,10mA用於高亮度)。使用恆流驅動器IC可以提供更好嘅均勻性同亮度控制,特別係喺唔同溫度下。多工掃描:對於多數碼顯示屏,會使用多工掃描方案,快速逐個點亮數碼。LTS-367KR-02嘅共陰極設計非常適合呢個方案,因為可以將當前顯示數碼嘅陰極切換到地,同時驅動所需劃線嘅陽極。峰值電流額定值允許喺多工掃描期間使用更高嘅脈衝電流,以補償降低嘅佔空比。視角:將顯示屏安裝到最終產品外殼時,應考慮其寬闊視角,以確保目標使用者可以清晰睇到。
9. 技術比較
同舊式紅色GaAsP(砷化鎵磷)LED顯示屏相比,LTS-367KR-02中嘅AlInGaP技術提供咗顯著更高嘅亮度同效率,可以用更低嘅驅動電流達到相同嘅可見度,或者喺類似電流下達到更高嘅可見度。佢仲提供更飽和嘅超級紅色。同真空熒光顯示屏(VFDs)相比,呢款LED顯示屏更堅固耐用,壽命長得多,工作電壓更低,而且唔需要專用高壓電源。不過,VFDs可以提供更寬嘅視角同唔同嘅美感。同現代OLED顯示屏相比,呢款七劃LED簡單得多,喺極端溫度下更可靠,對於只需要顯示數字嘅應用,成本效益高得多。佢嘅簡單性亦意味著驅動所需嘅微控制器開銷更低。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:我可唔可以直接用5V微控制器引腳驅動呢個顯示屏?答:唔可以。典型正向電壓係2.6V,輸出5V嘅微控制器引腳需要串聯一個電阻,將電流限制喺安全值(例如,10-20mA)。電阻值大約係(5V - 2.6V)/ 0.01A = 240歐姆。
問:點解有兩個共陰極引腳(1同6)?答:佢哋內部係連接嘅。咁樣提供設計靈活性(例如,喺兩個地方接地以獲得更好嘅電流分佈),同埋萬一焊接時一個引腳連接失敗,仲有備用。
問:按發光強度分級對我嘅設計意味住乜嘢?答:意思係你可以訂購同一光度分級嘅部件,以確保你嘅多數碼顯示屏中所有數字都有均勻嘅亮度。如果均勻性好關鍵,你應該喺訂購時指定分級代碼。
問:我可唔可以喺戶外使用呢個顯示屏?答:工作溫度範圍擴展到-35°C至+85°C,涵蓋好多戶外條件。不過,塑料封裝可能會因長時間暴露喺直接紫外線陽光下而老化,而且顯示屏本身唔係防水嘅。對於惡劣嘅戶外使用,需要適當嘅保護罩或保形塗層。
11. 實用設計同使用案例
案例:設計一個簡單嘅數字計數器。一位設計師需要為一條工業生產線設計一個3位數計數器。佢選擇咗三個LTS-367KR-02顯示屏。佢設計咗一塊PCB,將顯示屏排成一排。使用一個微控制器(例如ATmega328)來計算來自感測器嘅脈衝。微控制器以多工掃描配置驅動顯示屏。佢使用7個I/O引腳,透過限流電阻(例如,220Ω,用於從5V電源獲得約10mA電流)連接到所有三個顯示屏嘅劃線陽極(A-G)。另外使用三個I/O引腳來控制NPN晶體管(或專用驅動器IC如ULN2003),依次將每個數碼嘅共陰極線切換到地。韌體將每個數碼點亮幾毫秒,快速循環,營造出三個數碼同時亮起嘅錯覺。高亮度確保計數喺工廠車間內清晰可見。顯示屏嘅分級發光強度,要求喺同一分級,保證咗所有三個數字對操作員嚟講亮度一致。
12. 原理介紹
操作原理基於電致發光喺半導體p-n結中。AlInGaP半導體材料具有特定嘅帶隙能量。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型區域嘅電洞被注入到有源區域,喺度佢哋復合。呢種復合以光子(光)嘅形式釋放能量。發射光嘅波長(顏色)直接由AlInGaP材料嘅帶隙能量決定,呢種材料經過設計,可以產生大約631-639 nm嘅紅光。七個劃線(同小數點)中嘅每一個都係一個獨立嘅LED,有自己嘅陽極連接,但佢哋共用一個共陰極連接,形成規格書中所示嘅電路。
13. 發展趨勢
雖然像LTS-367KR-02咁樣嘅分立式七劃LED顯示屏對於簡單、可靠同具成本效益嘅數字讀數仍然至關重要,但顯示技術嘅更廣泛趨勢係朝向集成同靈活性。呢個包括:集成驅動器顯示屏:包含LED數碼、限流電阻,甚至簡單微控制器或驅動器IC(例如帶有I2C或SPI接口嘅)嘅模組,以減少系統設計師所需嘅元件數量同微控制器I/O要求。更高密度同多功能:單一封裝中包含多個數碼同額外圖標或符號嘅集群。先進LED技術:AlInGaP同InGaN(用於其他顏色)材料嘅持續改進,不斷推動效率(每瓦流明)同亮度更高,從而實現更低功耗或更高可見度。然而,基本嘅通孔、共陰極七劃顯示屏,繼續作為無數應用中一種穩健、易於理解同高度可靠嘅解決方案,喺呢啲應用中,佢嘅簡單性相比更複雜嘅圖形或點陣顯示屏係一個優勢。
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。 |