目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數深入分析
- 2.1 光度學同光學特性
- 2.2 電氣特性
- 2.3 熱力同環境規格
- 3. 分級系統解釋規格書指出該裝置按發光強度分類。呢個意味住一個基於固定電流(可能係10mA)下測量光輸出嘅分級系統。雖然本文檔未詳細說明特定分級代碼,但呢種系統確保客戶收到具有一致且可預測亮度水平嘅顯示屏。設計師可以根據其應用嘅對比度要求選擇合適嘅級別,較高強度級別通常用於高環境光條件。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. 常見問題解答(基於技術參數)
- 11. 實際使用案例
- 12. 操作原理
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
LTS-5003AJD係一款單位七劃數碼管顯示屏,專為需要清晰、明亮數字顯示嘅應用而設計。佢嘅主要功能係為數字數據提供高度易讀嘅視覺輸出。呢款裝置嘅核心優勢在於採用咗先進嘅磷化鋁銦鎵(AlInGaP)發光二極管(LED)晶片技術。呢種材料系統以產生高效率紅光而聞名,直接貢獻於顯示屏嘅關鍵優點:高發光強度、出色對比度同優越字元外觀。該裝置按發光強度進行分類,確保生產批次之間嘅亮度水平一致。其目標市場包括工業控制面板、測試同測量設備、消費電器,以及任何需要可靠、低功耗數字指示器嘅嵌入式系統。
2. 技術參數深入分析
2.1 光度學同光學特性
光學性能係顯示屏功能嘅核心。喺10mA正向電流(IF)嘅標準測試條件下,平均發光強度(Iv)範圍由最低320 µcd到典型最高700 µcd。呢種高亮度係AlInGaP晶片效率嘅直接結果。顏色特性由特定波長定義:峰值發射波長(λp)通常為656納米(nm),而主波長(λd)為640 nm,使其穩固地位於可見光譜嘅紅色區域。譜線半寬(Δλ)為22 nm,表示顏色發射相對純淨。對於多劃段均勻性嘅關鍵參數係發光強度匹配比,喺IF=10mA時,劃段之間嘅最大值指定為2:1,確保數字整體照明平衡。
2.2 電氣特性
電氣參數定義咗操作邊界同電源要求。絕對最大額定值設定咗硬性限制:每個劃段嘅連續正向電流為25 mA,喺25°C以上時降額因子為0.33 mA/°C。峰值正向電流,適用於脈衝操作(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度),可達90 mA。每個劃段嘅最大反向電壓為5V。喺正常操作條件下(IF=20mA),每個劃段嘅正向電壓(VF)通常範圍為2.1V至2.6V。反向電流(IR)喺VR=5V時最大為100 µA。每個劃段嘅功耗不得超過70 mW。
2.3 熱力同環境規格
該裝置嘅額定操作溫度範圍為-35°C至+85°C,儲存溫度範圍相同。呢個寬廣範圍使其適用於各種環境條件。焊接溫度規格對於組裝至關重要:該裝置可以承受喺安裝平面下方1/16吋(約1.59 mm)處260°C持續3秒,呢個係波峰焊或回流焊工藝嘅標準參考。
3. 分級系統解釋
規格書指出該裝置按發光強度分類。呢個意味住一個基於固定電流(可能係10mA)下測量光輸出嘅分級系統。雖然本文檔未詳細說明特定分級代碼,但呢種系統確保客戶收到具有一致且可預測亮度水平嘅顯示屏。設計師可以根據其應用嘅對比度要求選擇合適嘅級別,較高強度級別通常用於高環境光條件。
4. 性能曲線分析
規格書參考咗典型電氣/光學特性曲線,呢啲對於詳細設計工作至關重要。雖然文本中未提供具體圖表,但呢類裝置嘅典型曲線會包括:正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線):呢個顯示電流同電壓之間嘅非線性關係,對於設計限流電路至關重要。發光強度 vs. 正向電流(I-L曲線):呢個演示光輸出如何隨電流增加,有助於優化亮度同功耗之間嘅權衡。發光強度 vs. 環境溫度:呢條曲線顯示光輸出如何隨溫度升高而降低,對於高溫操作嘅設計至關重要。
5. 機械同封裝信息
該裝置採用標準10針單位七劃數碼管顯示封裝。數碼高度為0.56吋(14.22 mm)。封裝尺寸圖(文本中提及但未詳細說明)將提供關鍵機械數據。該裝置具有灰色面同白色劃段,通過減少非照明區域反射嘅環境光來增強對比度。針腳連接定義清晰:針腳3同8係共陰極,而針腳1、2、4、5、6、7、9同10分別係劃段E、D、C、小數點、B、A、F同G嘅陽極。內部電路圖確認咗共陰極配置,所有LED劃段陰極喺內部連接埋一齊。
6. 焊接同組裝指引
遵守焊接溫度嘅絕對最大額定值至關重要。喺安裝平面下方1/16吋處測量260°C持續3秒嘅規格,旨在防止對LED晶片同環氧樹脂封裝造成熱損壞。對於回流焊,必須使用喺呢個限制內嘅溫度曲線。應遵循處理靜電放電(ESD)敏感裝置嘅標準預防措施,雖然未明確說明,但LED通常容易受到ESD影響。儲存應喺指定嘅-35°C至+85°C範圍內,並處於低濕度環境中。
7. 包裝同訂購信息
主要訂購代碼係LTS-5003AJD。零件號表中嘅Rt. Hand Decimal描述表明呢個版本包括一個右手邊小數點。包裝細節(管裝、盤裝或卷帶裝)同數量喺呢段摘錄中未詳細說明。Spec No.: DS30-2001-364同BNS-OD-FC001/A4係內部文件控制編號。
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數字嘅裝置。常見應用包括:數字萬用表、頻率計數器、時鐘顯示(秒或分鐘)、工業計時器控制、電器控制面板(例如焗爐、微波爐),以及顯示單個參數(如頻道號碼或錯誤代碼)嘅狀態指示面板。
8.2 設計考慮因素
限流:每個劃段必須由限流電阻驅動。電阻值使用公式 R = (Vcc - VF) / IF 計算,其中 VF 係正向電壓(為可靠性使用最大值2.6V),Vcc 係電源電壓,IF 係所需正向電流(不得超過25 mA連續)。驅動電路:作為共陰極裝置,最好由微控制器或解碼器IC驅動,該IC能夠吸收電流(將共陰極拉低)並向各個劃段陽極提供電流。多路復用多個數字係一種常見技術,但呢個係單數字裝置。視角:規格書聲稱具有寬廣視角,對於從軸外位置觀看嘅面板有益。
9. 技術比較
同舊技術(如標準GaAsP或GaP紅光LED)相比,LTS-5003AJD中嘅AlInGaP技術提供顯著更高嘅發光效率,從而喺相同驅動電流下實現更大亮度。同當代替代品相比,其關鍵區別在於特定嘅0.56吋數碼高度、高效率紅光同共陰極配置。具有更大數字、不同顏色(例如綠色、黃色)或共陽極配置嘅顯示屏將滿足不同設計需求。
10. 常見問題解答(基於技術參數)
問:兩個共陰極針腳(3同8)嘅用途係咩?
答:佢哋喺內部連接埋一齊。有兩個針腳可以提供更好嘅電流分佈同機械穩定性,並為PCB佈局提供靈活性。
問:我可以直接用5V微控制器針腳驅動呢個顯示屏嗎?
答:唔可以。你必須使用限流電阻。例如,使用5V電源同目標IF為20mA,並使用VF(max)=2.6V,電阻值會係 (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 歐姆。務必驗證微控制器針腳嘅電流提供能力。
問:低功耗要求喺數量上係咩意思?
答:喺每個劃段典型操作點10mA同VF=2.6V下,每個劃段嘅功率為26 mW。點亮所有7個劃段(加小數點)總共會消耗80mA,約208 mW,對於一個明亮嘅顯示屏嚟講相對較低。
問:發光強度係點樣測量嘅?
答:如前所述,係使用傳感器同濾光片測量,該濾光片近似於CIE明視覺眼反應曲線,確保測量同人類亮度感知相關。
11. 實際使用案例
考慮設計一個簡單嘅電機數字轉速計。微控制器測量來自傳感器嘅脈衝頻率。呢個頻率值被轉換為RPM。RPM嘅單個最高有效數字(例如千位)可以使用LTS-5003AJD顯示。微控制器會計算點亮邊啲劃段(A-G)以形成該數字,然後將共陰極拉低,並通過限流電阻將相應陽極針腳設為高電平。高亮度確保喺車間環境中嘅可讀性。
12. 操作原理
該裝置基於半導體p-n結中電致發光嘅原理操作。當正向電壓超過二極管嘅開啟電壓施加喺一個劃段上(陽極為正,陰極為負)時,電子同空穴喺AlInGaP半導體材料嘅有源區域中復合。呢種復合以光子形式釋放能量,產生紅光。AlInGaP嘅特定合金成分決定咗帶隙能量,直接定義咗發射光嘅波長(顏色)。七個劃段係獨立嘅LED,以8字形排列;通過選擇性地激勵呢啲劃段嘅不同組合,可以形成從0到9嘅所有數字。
13. 技術趨勢
雖然七劃顯示屏對於數字讀數仍然係一個穩健且具成本效益嘅解決方案,但顯示技術嘅更廣泛趨勢係朝向更高集成度同靈活性。具有集成控制器(I2C、SPI)嘅多位數模組變得越來越普遍,減少咗微控制器針腳數量同軟件開銷。此外,點陣顯示屏同OLED喺類似尺寸嘅封裝中提供字母數字同圖形功能。然而,對於只需要簡單、明亮、可靠且節能嘅數字嘅應用,離散式七劃LED(如LTS-5003AJD),特別係使用AlInGaP等高效率材料嘅型號,由於其簡單性、耐用性同喺各種照明條件下嘅出色對比度,仍然係一個相關且最佳嘅選擇。
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。 |