LSHD-5601 LED顯示屏規格書 - 0.56吋數碼高度 - 綠色數碼管 - 2.6V正向電壓 - 75mW功耗 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LSHD-5601係一款單數碼、七段加小數點嘅LED顯示屏模組。佢嘅數碼高度為0.56吋（14.22毫米），適合需要清晰、中等尺寸數字顯示嘅應用。呢款裝置採用綠色LED晶片，具體技術包括GaP基板上嘅GaP外延層同埋非透明GaAs基板上嘅AlInGaP，喺灰色面背景上產生其標誌性嘅綠色數碼管照明。呢種組合提供高對比度，以提升可讀性。

1.1 核心功能同優點

• 數碼高度：0.56吋（14.22毫米）標準尺寸。
• 數碼管均勻度：經過設計，確保所有數碼管嘅發光強度具有極佳嘅一致性。
• 電源效率：專為低功耗要求而設計，提升終端應用嘅能源效率。
• 光學性能：提供高亮度同高對比度，確保清晰可見。
• 視角：提供寬廣視角，確保從唔同位置都睇得清楚。
• 可靠性：受益於LED技術固有嘅固態可靠性。
• 分級：產品會根據發光強度進行分級，以確保性能一致性。
• 環保合規：無鉛封裝，符合RoHS指令。

1.2 裝置配置

LSHD-5601配置為共陽極顯示屏。特定型號表示為帶有右側小數點嘅綠色顯示屏。呢種配置喺使用共正電壓供電系統時，可以簡化電路設計。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致裝置永久損壞嘅極限。操作應始終保持喺呢啲界限之內。

• 每點平均功耗：75 mW。呢係單個數碼管（點）可以處理嘅最大連續功率。
• 每段峰值正向電流：60 mA。喺脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）允許，適用於多工方案。
• 每點平均正向電流：25 mA。為確保可靠操作，建議嘅最大連續直流電流。
• 正向電流降額：0.28 mA/°C。高於25°C時，最大允許連續電流必須按此係數降低，以管理熱應力。
• 操作同儲存溫度範圍：-35°C 至 +105°C。
• 焊接條件：260°C，持續3秒，烙鐵頭位置喺顯示屏本體安裝平面下方至少1.6毫米（約1/16吋）處，以防止對塑膠同LED造成熱損壞。

2.2 電氣同光學特性

呢啲係喺環境溫度（Ta）為25°C時測量嘅典型性能參數。

• 平均發光強度（I_V）：800（最小），2400（典型）μcd，當 I_F=10 mA。呢個表示光輸出。對於呢個尺寸嘅顯示屏嚟講，典型值相當光猛。
• 峰值發射波長（λ_p）：565 nm（典型），當 I_F=20 mA。發射光強度最高嘅波長，位於光譜嘅綠色區域。
• 譜線半寬（Δλ）：30 nm（典型）。衡量光譜純度嘅指標；數值越細，表示光越接近單色光。
• 主波長（λ_d）：569 nm（典型）。人眼感知到嘅單一波長，定義咗顏色。
• 每段正向電壓（V_F）：2.1（最小），2.6（典型）V，當 I_F=20 mA。LED數碼管導通時兩端嘅電壓降。電路設計必須考慮最大值。
• 每段反向電流（I_R）：100 μA（最大），當 V_R=5V。施加反向電壓時嘅小量漏電流。注意：唔允許連續反向偏壓操作。
• 發光強度匹配比：2:1（最大）。單個數碼內最光同最暗數碼管之間嘅最大允許比率，確保外觀均勻。

測量備註：發光強度係使用近似CIE明視覺響應曲線嘅感測器-濾波器組合進行測量。數碼管之間嘅串擾規定為 ≤ 2.5%。

3. 分級系統解釋

規格書明確指出顯示屏會根據發光強度進行分級。呢個係一個關鍵嘅質量控制同匹配過程。

• 目的：將具有相似光輸出（以μcd計）嘅顯示屏分組。咁樣可以確保當多個顯示屏喺應用中並排使用時（例如，多位數計數器），佢哋嘅亮度對用戶嚟講係均勻嘅。
• 應用建議：注意事項部分強烈建議，當為一個應用組裝兩個或更多單元時，應選擇來自相同強度級別嘅顯示屏，以避免色調同亮度不均勻嘅問題。
• 其他參數：雖然無明確提及用於分級，但正向電壓（V_F）同主波長（λ_d）亦係LED行業中常見嘅分級參數，以確保電氣同顏色一致性。設計師喺關鍵應用中應諮詢製造商嘅具體分級代碼。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗典型電氣/光學特性曲線。雖然提供嘅文本中無詳細說明具體圖表，但呢類裝置嘅標準曲線通常包括：

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示正向電流（I_F）同正向電壓（V_F）之間嘅關係。佢展示咗LED二極管嘅指數型開啟特性。設計師用呢個嚟選擇合適嘅限流電阻或設計恆流驅動器。
• 發光強度 vs. 正向電流（I_V vs. I_F）：顯示光輸出如何隨電流增加，通常喺工作範圍內呈近線性關係。呢個有助於調節亮度。
• 發光強度 vs. 環境溫度（I_V vs. T_a）：說明光輸出如何隨環境溫度升高而降低。對於喺高溫環境中運行嘅應用至關重要。
• 光譜分佈：相對強度 vs. 波長嘅圖表，顯示峰值約為565nm，譜線半寬約為30nm，確認咗綠色光發射。

5. 機械同封裝資訊

5.1 封裝尺寸

顯示屏採用標準10腳雙列直插封裝配置。關鍵尺寸備註：

• 所有尺寸單位為毫米。
• 除非另有說明，一般公差為 ±0.25 毫米。
• 腳尖偏移公差為 ±0.4 毫米，以考慮放置變化。

5.2 內部電路圖同腳位連接

內部圖顯示咗共陽極配置。所有數碼管陽極（A-G，DP）內部連接到兩個共陽極腳（腳3同腳8）其中一個，呢兩個腳亦都互相連接。每個數碼管陰極都有自己專用嘅腳。

腳位定義：

1. 陰極 E
2. 陰極 D
3. 共陽極
4. 陰極 C
5. 陰極 DP（小數點）
6. 陰極 B
7. 陰極 A
8. 共陽極
9. 陰極 F
10. 陰極 G

6. 焊接同組裝指南

6.1 焊接參數

建議焊接條件：260°C，持續3秒，烙鐵頭位置喺顯示屏本體安裝平面下方至少1.6毫米（1/16吋）處，以防止對塑膠同LED造成熱損壞。

6.2 應用注意事項（關鍵設計考慮）

• 驅動電路設計：為咗性能一致同使用壽命長，建議使用恆流驅動。電路設計必須能夠適應V_F嘅全範圍（2.1V至2.6V），以確保始終提供預期嘅驅動電流。
• 電流同溫度：超過建議嘅驅動電流或操作溫度會導致嚴重嘅光輸出衰減或過早失效。喺高環境溫度下，安全操作電流必須降額。
• 保護：驅動電路應包括防止反向電壓同開機/關機期間瞬態電壓尖峰嘅保護。應絕對避免反向偏壓，因為佢會導致金屬遷移，增加漏電或造成短路。
• 機械處理：避免使用不合適嘅工具或方法對顯示屏本體施加異常力。
• 冷凝：喺潮濕環境中避免環境溫度急劇變化，以防止顯示屏上出現冷凝。
• 濾光片/覆蓋層安裝：如果使用壓敏黏合劑安裝圖案薄膜，避免讓佢直接壓喺前面板/蓋上，因為外力可能會令佢移位。

7. 儲存條件

適當儲存對於防止腳位氧化至關重要。

• 對於LED顯示屏（通孔式）：存放喺原包裝內。建議條件：溫度5°C至30°C，濕度低於60% RH。唔建議長期儲存大量庫存。
• 對於SMD LED顯示屏（一般指引）：
  • 密封袋內：5°C至30°C，<60% RH。
  • 已開封袋：5°C至30°C，<60% RH，喺168小時內使用（MSL Level 3）。
  • 如果開封超過168小時，焊接前應喺60°C下烘烤24小時。
• 一般保質期：建議顯示屏喺出貨日期起12個月內使用，並且唔應該暴露喺高濕度或腐蝕性氣體環境中。

8. 應用建議

8.1 目標市場同典型應用

呢款顯示屏適用於普通電子設備，包括：

• 辦公設備（計算機、枱鐘）。
• 通訊設備。
• 家用電器（微波爐、焗爐、洗衣機計時器）。
• 工業控制面板（簡單計數器、計時器）。
• 測試同測量設備。

重要備註：對於故障可能危及生命或健康嘅應用（航空、醫療、安全系統），必須事先諮詢製造商。製造商對因唔遵守額定值同說明而造成嘅損壞概不負責。

8.2 設計考慮同最佳實踐

1. 限流：始終使用串聯電阻或恆流驅動器來設定數碼管電流。根據電源電壓同所需電流下嘅最大V_F來計算電阻值。
2. 多工掃描：對於多位數應用，多工掃描係常見做法。確保多工方案中嘅峰值電流唔超過60mA額定值，並且平均電流保持喺25mA限制內。
3. 熱管理：喺密閉空間或高環境溫度下，考慮電流降額係數（0.28 mA/°C）。如有需要，提供足夠通風。
4. 視角：寬廣視角允許喺終端產品外殼中靈活放置。
5. 多位數使用嘅分級：正如反覆強調嘅，為咗多位數陣列中外觀均勻，應採購來自相同發光強度級別嘅顯示屏。

9. 技術比較同定位

雖然規格書中無直接同其他型號比較，但可以推斷LSHD-5601嘅關鍵區別：

• 對比更細嘅顯示屏（例如0.3吋）：由於其更大嘅0.56吋數碼高度，從遠處睇可視性更好。
• 對比紅色或黃色顯示屏：綠色LED通常對人眼主觀上更光猛，並且可能具有唔同嘅正向電壓特性（V_F約2.6V，而許多紅色LED約1.8-2.2V）。
• 對比共陰極顯示屏：共陽極配置對於微控制器吸收電流（驅動腳位為低電平）來啟動數碼管嘅系統有利，呢種係常見配置。
• 優點：高亮度、極佳嘅均勻性（通過分級）、寬廣視角同RoHS合規性係其核心優勢。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

1. 問：兩個共陽極腳（3同8）嘅用途係咩？
   答：佢哋內部係連接嘅。有兩個腳提供機械穩定性、更好嘅電流分佈，並允許PCB佈線靈活性（可以從任何一邊供電）。
2. 問：我可以用5V電源驅動呢款顯示屏嗎？
   答：可以，但你必須同每個數碼管串聯一個限流電阻。對於目標電流10mA同典型V_F2.6V，電阻值為 R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω。始終按最壞情況（最小V_F）計算，以避免超過電流限制。
3. 問：點解反向偏壓對呢個LED咁危險？
   答：施加反向電壓（即使係用於I_R測試嘅5V）會導致半導體結內金屬原子嘅電遷移，從而增加漏電或造成永久短路。規格書明確禁止連續反向操作。
4. 問：點樣實現唔同亮度級別？
   答：亮度主要通過正向電流（I_F）控制。喺恆流驅動器上使用PWM（脈衝寬度調製）係最有效嘅調光方法，因為佢唔似模擬電壓/電流降低咁會影響顏色一致性。

11. 實際使用案例示例

場景：為實驗室設備設計一個簡單嘅4位數遞增計時器。

1. 元件選擇：選擇四個LSHD-5601顯示屏，因為佢哋清晰同尺寸合適。
2. 電路設計：選擇一個具有足夠I/O腳嘅微控制器。設計使用共陽極配置，因此微控制器端口腳通過限流電阻連接到數碼管陰極。每個數碼嘅共陽極腳連接到一個由獨立微控制器腳控制嘅PNP晶體管（或N溝道MOSFET），用於多工掃描。
3. 電流計算：對於有4位數（1/4佔空比）嘅多工設計，要實現平均數碼管電流10mA，其有效時段內嘅峰值電流將為40mA。呢個喺60mA峰值額定值內。據此計算電阻：R = (V_電源- V_{F_最大}- V_{CE_飽和}) / I_峰值.
4. 分級：訂購所有四個顯示屏時，指定相同嘅發光強度級別代碼，以確保整個計時器亮度均勻。
5. 軟件：微控制器韌體循環掃描每個數碼，打開相應嘅晶體管，並以計算好嘅時序點亮該數碼所需嘅數碼管，以實現所需佔空比並避免閃爍。

12. 工作原理介紹

LSHD-5601基於發光二極管（LED）技術。當施加喺一個數碼管兩端嘅正向電壓超過二極管嘅開啟閾值（對於呢啲綠色LED約為2.1-2.6V）時，電子同電洞喺有源半導體區域（由GaP或AlInGaP材料製成嘅p-n結）內復合。呢個復合過程以光子（光）嘅形式釋放能量。特定嘅半導體材料成分決定咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下係綠色（約569 nm）。七個數碼管（A-G）同小數點（DP）係空間排列以形成數字字符嘅獨立LED晶片。將佢哋以共陽極配置電氣連接，可以通過微控制器進行高效控制。

13. 技術趨勢同背景

雖然像LSHD-5601咁樣嘅分立式七段LED顯示屏對於需要簡單、可靠同高度可見數字顯示嘅特定應用仍然至關重要，但更廣泛嘅行業趨勢係明顯嘅：

• 集成化：有向集成多位數模組或通過串行接口（I2C，SPI）控制嘅點陣顯示屏發展嘅趨勢，減少微控制器I/O同驅動元件數量。
• 先進材料：如呢份規格書所述，使用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）製造綠色同紅色LED，代表咗對舊有GaP技術嘅進步，提供更高效率同亮度。
• 應用轉變：對於複雜嘅字母數字或圖形信息，LCD、OLED同TFT更為常見。然而，LED數碼管顯示屏喺需要高亮度、寬溫度範圍操作、長壽命同簡單性嘅環境中仍然具有強大優勢——確保咗佢哋喺工業、家電同儀器市場中嘅持續相關性。
• 封裝：LSHD-5601嘅無鉛、RoHS合規封裝反映咗影響所有電子元件嘅全球環境監管趨勢。