目錄
1. 產品概覽
LTC-5836KR-07係一款高性能、三位數、七段式LED顯示屏模組。佢主要功能係喺各種電子設備同儀器度提供清晰、明亮嘅數碼讀數。呢款裝置嘅核心優勢在於佢採用先進嘅AS-AlInGaP(磷化鋁銦鎵)半導體技術,喺GaAs基板上生長,能夠喺紅色光譜範圍內提供卓越嘅發光效率同顏色純度。呢個技術令到顯示屏有極佳嘅段位均勻性、高亮度同高對比度,就算喺惡劣嘅照明條件下都好易睇得清楚。裝置採用共陽極配置設計,並具有灰色面同白色段位,進一步增強對比度同視覺吸引力。佢仲會根據發光強度進行分級,確保唔同單元嘅性能一致,主要針對需要可靠、固態數碼顯示嘅應用,例如工業控制面板、測試設備、消費電器同汽車儀錶板,呢啲應用對低功耗、寬視角同長期可靠性都有嚴格要求。
2. 深入技術參數分析
2.1 光度學同光學特性
光學性能係呢款顯示屏功能嘅核心。喺標準測試電流1mA下,每個段位嘅平均發光強度範圍由最低320 µcd到典型值1050 µcd。呢個高亮度水平確保咗良好嘅可見度。裝置喺超級紅色區域發光,當驅動電流為20mA時,峰值發射波長(λp)為639 nm,主波長(λd)為631 nm。光譜線半寬度(Δλ)為20 nm,表示顏色發射相對窄同純。對於多段位顯示屏嚟講,一個關鍵參數係發光強度匹配比,規定最大值為2:1。呢個意思係,喺相同條件下,最光同最暗段位之間嘅亮度差異唔會超過兩倍,確保所有數碼同段位都有均勻嘅外觀。
2.2 電氣參數
電氣特性定義咗操作邊界同電源要求。當施加20mA正向電流(IF)時,每個段位嘅正向電壓(VF)典型值為2.6V,最大值為2.6V。反向電流(IR)非常低,喺反向電壓(VR)5V下最大值為100 µA,表示二極管特性良好。絕對最大額定值設定咗操作極限:每個段位喺25°C時嘅連續正向電流為25 mA,隨溫度升高以線性方式降額,降額率為0.28 mA/°C。喺脈衝條件下(1 kHz,10%佔空比),峰值正向電流可以達到90 mA。每個段位嘅最大功耗為70 mW。操作同儲存溫度範圍指定為-35°C至+105°C,突顯咗佢對工業環境嘅穩健性。
2.3 熱特性
雖然冇明確詳細列出熱阻參數,但裝置嘅熱管理可以透過其降額規格推斷出嚟。連續正向電流從25°C開始嘅線性降額(0.28 mA/°C)係對熱設計嘅直接指示。超過最高結溫(呢個溫度同呢啲額定值有內在聯繫)可能會導致加速退化或故障。組裝期間指定嘅最高焊接溫度限制為260°C,最長3秒,係另一個關鍵嘅熱考慮因素,以防止損壞LED晶片或封裝完整性。
3. 分級系統解釋
規格書明確指出裝置根據發光強度進行分級。呢個係一個質量控制同分類過程。喺製造過程中,外延生長同晶片處理嘅輕微變化會導致個別LED段位嘅光輸出有差異。分級過程包括喺定義嘅測試電流(通常係1mA或20mA)下測量每個單元嘅發光強度,並將佢哋分類到特定嘅強度範圍或級別。通過購買同一級別或指定級別嘅裝置,設計師可以確保多位數顯示屏中所有數碼都有幾乎相同嘅亮度,保持均勻同專業嘅外觀。規格書提供咗強度範圍(最小320 µcd,典型1050 µcd),呢個定義咗可用嘅可能級別。
4. 性能曲線分析
規格書喺最後一頁提到典型電氣/光學特性曲線。雖然文本中冇提供具體圖表,但呢類裝置嘅標準曲線通常包括:正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線):呢個圖表顯示指數關係,幫助設計師選擇合適嘅限流電阻。發光強度 vs. 正向電流(I-L曲線):呢個顯示光輸出如何隨電流增加而增加,通常喺較高電流時由於熱效應而變得次線性。發光強度 vs. 環境溫度:呢條曲線顯示光輸出隨結溫升高而下降,對於喺寬溫度範圍內操作嘅應用至關重要。相對光譜功率分佈:一個顯示喺波長範圍內發射光強度嘅圖表,以639 nm峰值為中心,確認顏色純度。
5. 機械同封裝資訊
裝置採用標準雙列直插式封裝(DIP)格式,適合通孔PCB安裝。封裝尺寸以毫米為單位提供,一般公差為±0.25 mm。數碼高度係一個關鍵嘅機械規格,標明為0.52吋(13.2 mm)。腳位連接圖對於PCB佈局至關重要。佢係一個30腳裝置,具有特定嘅三位共陽極數碼排列。內部電路圖顯示每個數碼都係共陽極配置,意思係單個數碼所有段位(A-G,DP)嘅陽極內部連接至一個公共腳位。每個段位嘅陰極則引出到獨立腳位。呢種配置通常由多工驅動,每個數碼嘅公共陽極以高頻率順序供電,同時將適當段位嘅陰極接地以點亮所需圖案。
6. 焊接同組裝指引
規格書為組裝過程提供咗一個關鍵參數:最高允許焊接溫度。佢指定裝置可以承受最高260°C嘅峰值溫度,最長持續時間為3秒,測量點喺封裝安裝平面下方1.6 mm(1/16吋)處。呢個係波峰焊接或手動焊接通孔元件嘅標準指引。超過呢個時間-溫度曲線可能會對環氧樹脂封裝造成熱應力,可能導致破裂、分層或損壞內部引線鍵合同半導體晶粒。亦暗示需要適當處理以避免靜電放電(ESD),因為LED通常對電壓尖峰敏感。
7. 包裝同訂購資訊
主要訂購代碼係LTC-5836KR-07。零件號碼分解可以推斷出:'LTC'可能表示產品系列,'5836'係特定型號,'K'可能表示顏色(超級紅色),'R'可能表示右側小數點位置,而'-07'可能係修訂版或變體代碼。裝置通常以防靜電管或托盤供應,以保護腳位並防止運輸同處理期間嘅ESD損壞。包裝會包括標籤,標明零件號碼、數量、批次代碼,可能仲有發光強度級別代碼。
8. 應用建議
典型應用場景:呢款顯示屏非常適合任何需要清晰、多位數數碼讀數嘅應用。呢個包括數字萬用錶、頻率計數器、過程計時器、磅秤、汽車儀錶組(例如時鐘、里程錶)、醫療設備同家用電器(如焗爐或微波爐)。其寬廣嘅操作溫度範圍令佢適合工業環境。
設計考慮因素: 1. 驅動電路:使用多工驅動電路來有效控制三個數碼。呢個需要微控制器GPIO腳位或專用顯示驅動IC(如MAX7219或HT16K33),能夠吸收段位電流並提供數碼電流。2.電流限制:必須為每個段位陰極(或集成到驅動器中)使用外部限流電阻,以設定所需嘅正向電流(例如,10-20 mA以獲得全亮度)。電阻值使用公式 R = (Vcc - VF) / IF 計算。3.功耗:確保計算出嘅每個段位功耗(VF * IF)唔超過70 mW,特別係喺高環境溫度下。4.視角:寬廣嘅視角允許靈活嘅安裝位置,但最佳對比度係喺正面觀看時實現。
9. 技術比較同差異化
LTC-5836KR-07嘅關鍵差異化優勢在於佢使用AlInGaP(磷化鋁銦鎵)技術進行紅色發光。同舊技術(如標準GaAsP紅色LED)相比,AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率。呢個意味住喺相同電流量下,佢可以產生更多光(更高亮度),或者可以喺較低電流下達到相同亮度,從而降低功耗同減少熱量產生。此外,AlInGaP LED通常喺高溫下有更好嘅性能保持力,並提供更優越嘅顏色飽和度同純度,產生更鮮豔同一致嘅紅色。灰色面/白色段位設計係另一個增強對比度嘅特點,相比黑色面或擴散段位嘅顯示屏。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:發光強度分級嘅目的係咩?
答:分級保證咗多單元顯示屏中所有段位同數碼嘅視覺均勻性。如果冇分級,一個數碼可能會明顯比旁邊嘅數碼光或暗,呢個會分散注意力同顯得不專業。
問:點樣用一個腳位有限嘅微控制器驅動呢個三位數顯示屏?
答:你必須使用多工。如果直接驅動,微控制器至少需要11個I/O腳位(7個段位 + 小數點 + 3個數碼公共端),但使用專用串行接口LED驅動IC會更有效率。呢個IC處理多工同電流控制,只需要微控制器嘅2-3個腳位(例如SPI或I2C)。
問:點解正向電流會隨溫度降額?
答:隨著LED結溫升高,佢嘅散熱能力下降。為咗防止結溫超過其最大安全極限(呢個會導致快速故障),必須降低最大允許連續電流。降額因子(0.28 mA/°C)為呢個降低提供指引。
問:我可唔可以喺戶外應用中使用呢款顯示屏?
答:操作溫度範圍(-35°C至+105°C)表明佢可以應付惡劣環境。然而,對於直接戶外使用,需要考慮規格書未涵蓋嘅其他因素:封裝本身唔防水,長時間暴露喺紫外線陽光下可能會隨時間降解塑料環氧樹脂,可能導致變色。建議使用保護罩或保形塗層。
11. 實用設計同使用案例
案例:設計數字式工作台電源讀數
一位設計師正在建造一個可變工作台電源,需要一個清晰嘅3位數電壓顯示(例如0.0V至30.0V)。選擇LTC-5836KR-07係因為其亮度、可讀性同右側小數點(非常適合顯示十分之一伏特)。設計使用帶有ADC嘅微控制器來測量輸出電壓。微控制器通過I2C同LED驅動晶片通信。驅動晶片處理三個數碼嘅多工:佢快速連續地循環供電畀數碼1、數碼2同數碼3嘅公共陽極。同時,佢將當前供電數碼需要點亮嘅段位陰極接地。刷新率設定得足夠高(例如>100 Hz)以消除可見閃爍。限流電阻放置喺驅動器嘅段位輸出上,以將正向電流設定為每個段位15 mA,提供亮度同功耗之間嘅良好平衡。灰色面喺電源嘅金屬面板上提供極佳嘅對比度。
12. 技術原理介紹
基本操作原理基於半導體p-n結中嘅電致發光。AlInGaP外延層經過設計具有特定嘅帶隙能量。當施加超過結閾值(約2.0V)嘅正向電壓時,來自n區嘅電子同來自p區嘅電洞被注入穿過結。當呢啲電荷載流子喺有源區復合時,佢哋以光子(光)嘅形式釋放能量。呢種光嘅波長(顏色)直接由AlInGaP材料嘅帶隙能量決定,該能量被調諧以產生約639 nm嘅紅光。七段式格式係一個標準化圖案,其中個別LED段位(標記為A至G)可以選擇性地點亮以形成從0到9嘅任何數碼。共陽極配置簡化咗多工顯示屏嘅驅動電路。
13. 技術趨勢同發展
雖然分立式七段LED顯示屏對於特定應用仍然相關,但顯示技術嘅更廣泛趨勢正朝著集成解決方案發展。呢啲包括:點陣同字母數字顯示屏:提供更多靈活性以顯示字母、符號同自訂字符。OLED同Micro-LED顯示屏:提供更高解像度、更好對比度同更薄外形,但通常成本更高且驅動要求不同。集成驅動器顯示屏:將LED陣列同控制器/驅動IC結合喺同一PCB上嘅模組,簡化接口設計(通常只係一個串行連接)。對於高亮度、堅固同簡單數碼讀數呢個特定領域,基於AlInGaP嘅顯示屏(如LTC-5836KR-07)繼續提供性能、可靠性同成本之間嘅最佳平衡。未來發展可能集中於更高效率、更寬溫度範圍以及表面貼裝封裝替代通孔設計。
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。 |