目錄
1. 產品概述
LTC-5685TBZ係一款採用藍色發光二極管(LED)技術嘅三位七段字母數字顯示模組。佢專為需要清晰、明亮數字讀數嘅應用而設計。呢款器件採用黑色面板配白色段位擴散片,提供高對比度,令字符易讀性極佳。主要結構係喺藍寶石基板上生長嘅InGaN(氮化銦鎵)外延層,呢個係生產藍色LED嘅標準技術。呢種固態設計相比其他顯示技術,具有固有嘅可靠性優勢。
1.1 主要特點同器件識別
呢款顯示屏為集成到電子系統提供咗幾個明顯優勢。佢嘅0.56吋(14.22毫米)數碼高度喺可見度同緊湊性之間取得平衡,適合面板儀錶、儀器同消費電子產品。器件功耗低,有助於實現節能設計。高亮度輸出配合黑色面板確保咗高對比度,即使喺光線充足嘅環境下,數字都清晰易讀。視角寬闊,可以從唔同位置清楚睇到顯示內容。元件會根據發光強度進行分檔,即係話LED會經過篩選同分組,以確保唔同生產批次嘅亮度一致,呢點對於多位數顯示屏嘅外觀均勻性至關重要。此外,呢個封裝符合RoHS指令嘅無鉛製造標準。
特定型號LTC-5685TBZ標明呢款係共陽極配置器件,帶有右側小數點。"TBZ"後綴通常表示顏色(藍色)同特定封裝或功能集。
2. 機械同封裝信息
顯示屏嘅物理尺寸對於PCB(印刷電路板)佈局同外殼設計至關重要。雖然精確尺寸圖喺原始文件中有參考,但呢度提供咗關鍵公差同組裝注意事項。所有主要尺寸都以毫米為單位指定,標準公差為±0.25毫米,除非另有說明。對於PCB安裝,建議引腳孔徑為1.00毫米。引腳尖端嘅位置偏移公差為±0.40毫米,設計師必須喺焊盤佈局中考慮呢一點。亦定義咗質量控制參數,限制咗段位區域內嘅異物、氣泡同表面油墨污染,每項唔超過10密耳(約0.254毫米)。
3. 電氣配置同腳位定義
3.1 內部電路圖
內部原理圖揭示咗顯示屏嘅電氣結構。每個段位(A至G以及每個數碼嘅小數點)由一個或多個藍色LED芯片組成。電路中嘅一個關鍵元件係一個與LED芯片並聯嘅齊納二極管。呢個二極管作為保護元件,有助於鉗制瞬態電壓尖峰,並提供一定程度嘅靜電放電(ESD)保護,呢點同指定嘅高ESD閾值相符。LED芯片嘅主波長(λd)指定為470納米,將發光置於可見光譜嘅藍色區域。
3.2 引腳連接分配
呢款器件有11個引腳,採用單排配置。腳位定義如下:
引腳1:數碼1,段位A同小數點嘅陰極
引腳2:數碼2,段位B嘅陰極
引腳3:數碼3,段位C嘅陰極
引腳4:數碼4,段位D嘅陰極
引腳5:數碼1,段位E嘅陰極
引腳6:數碼2,段位F嘅陰極
引腳7:段位G嘅陰極(跨數碼共用,但通過陽極選擇控制)
引腳8:數碼4嘅公共陽極
引腳9:數碼3嘅公共陽極
引腳10:數碼2嘅公共陽極
引腳11:數碼1嘅公共陽極
呢種共陽極配置意味住,要點亮一個段位,必須將佢對應嘅陰極引腳驅動為低電平(接地),同時將目標數碼嘅陽極驅動為高電平。通過依次啟用每個數碼嘅陽極,同時喺陰極線上提供該數碼嘅段位數據,就可以使用多路復用技術獨立控制三個數碼。
4. 絕對最大額定值同操作限制
呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅應力極限。佢哋唔適用於正常操作。
功耗:每個LED芯片嘅最大功耗為70毫瓦。超過呢個值可能導致過熱同快速老化。
正向電流:每個段位喺25°C時嘅連續正向電流額定值為20毫安。呢個額定值喺25°C以上會以0.21毫安/°C嘅速率線性遞減。例如,喺85°C時,最大連續電流會更低。喺脈衝條件下(15%佔空比,0.1毫秒脈衝寬度)允許100毫安嘅峰值正向電流,呢點對於多路復用或實現更高嘅瞬時亮度好有用。
溫度範圍:器件可以喺-35°C至+85°C嘅溫度範圍內操作同儲存。
靜電放電(ESD):人體模型(HBM)ESD閾值為8000伏,表明固有保護良好,但仍然需要適當嘅ESD處理程序。
焊接:器件可以承受波峰焊或回流焊,條件係組裝期間器件本體溫度唔超過最大額定值。具體指引係喺260°C下焊接3秒,測量點喺安裝平面下方1/16吋(≈1.59毫米)處。
5. 電氣同光學特性
呢啲參數喺環境溫度(Ta)為25°C時測量,定義咗正常操作條件下嘅典型性能。
5.1 直流特性
發光強度(IV):當以10毫安正向電流(IF)驅動時,每個段位嘅平均發光強度範圍從5400微坎德拉(最小值)到9000微坎德拉(典型值)。呢個係人眼感知亮度嘅量度,使用匹配CIE明視覺響應曲線嘅濾光片進行測量。
正向電壓(VF):當通過20毫安電流時,一個段位上嘅壓降典型值為3.6伏,最小值為3.3伏。呢個參數對於設計驅動電路嘅電源供應同限流電阻至關重要。
反向電流(IR):當施加5伏反向電壓(VR)時,漏電流最大為100微安。規格書明確指出,呢個反向電壓條件僅用於測試目的,器件絕對唔可以喺反向偏壓下連續操作。
5.2 光譜特性
峰值波長(λp):發射強度最高嘅波長為468納米(喺IF=20毫安時)。
主波長(λd):呢個係單一波長,會產生同LED寬光譜相同嘅顏色感知。範圍從470納米到475納米。
光譜半寬度(Δλ):呢個係發射光譜喺其最大強度一半處嘅寬度,典型值為15納米。半寬度越窄,表示光譜顏色越純淨。
5.3 匹配同分檔
發光強度匹配比:對於"相似光區域"內嘅段位,喺1毫安低電流下測量時,最亮段位同最暗段位嘅比率唔應超過2:1。呢個規格,結合工廠分檔過程,確保咗顯示屏所有段位嘅視覺均勻性。
6. 應用指引同注意事項
呢部分包含將顯示屏可靠集成到最終產品嘅關鍵信息。
6.1 設計同使用考慮
預期用途:呢款顯示屏專為標準商業同工業電子產品而設計。未經事先諮詢同評估,唔適用於安全關鍵應用(航空、醫療生命支持等)。
驅動方法:強烈建議使用恆流驅動而非恆壓驅動。咁樣可以確保亮度一致,並保護LED免受熱失控影響,因為LED嘅正向電壓會隨溫度升高而降低。驅動電路必須設計成能夠適應VF(3.3伏至3.6伏)嘅全範圍,以保證始終提供目標驅動電流。
電流降額:必須根據應用中預期嘅最高環境溫度選擇工作電流,同時考慮絕對最大額定值中指定嘅降額。
反向電壓保護:電路設計必須主動防止喺通電/斷電序列期間施加反向偏壓或大電壓瞬變,因為呢啲情況可能導致金屬遷移,並引起漏電增加或短路。
熱同環境:避免喺潮濕環境中快速溫度變化,以防顯示屏上出現冷凝。組裝期間唔好對顯示屏本體施加機械力。
光學一致性:當喺一個組件中使用多個顯示屏時,建議使用來自同一生產批次嘅器件,以避免色調或亮度出現明顯差異。
測試:如果最終產品需要顯示屏進行跌落或振動測試,應分享具體條件以供評估,因為機械應力可能影響內部連接。
6.2 儲存同處理條件
對於長期儲存,產品應保持喺其原始包裝內。建議嘅儲存環境溫度範圍為5°C至30°C,相對濕度低於60%。喺呢啲條件外儲存,特別係喺高濕度環境下,可能導致元件引腳氧化,使用前可能需要重新處理,並可能影響可焊性。因此,建議管理庫存,避免長時間儲存,並及時使用元件。
7. 性能曲線分析
雖然具體圖表喺規格書中有參考,但呢類LED嘅典型曲線會包括:
正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線):呢條指數曲線顯示通過LED嘅電流同其上電壓之間嘅關係。佢強調咗限流嘅必要性。
發光強度 vs. 正向電流:呢條曲線喺較低電流時通常係線性嘅,但喺較高電流時可能因熱效應而飽和。佢幫助設計師為所需亮度同效率選擇工作點。
發光強度 vs. 環境溫度:呢條曲線顯示光輸出隨結溫升高而降額,強調咗熱管理嘅重要性。
光譜分佈:相對強度對波長嘅圖表,顯示峰值喺約468納米,半寬度約15納米,確認咗藍色特性。
8. 典型應用場景
LTC-5685TBZ非常適合各種需要清晰、可靠數字顯示嘅應用。包括:
• 用於電壓、電流或溫度讀數嘅數字面板儀錶。
• 銷售點設備同收銀機。
• 工業控制面板同計時器顯示。
• 測試同測量設備。
• 消費電器,如微波爐、音頻放大器或時鐘收音機。
佢嘅藍色提供咗現代美感,並且同非常明亮嘅綠色或紅色顯示屏相比,喺低光條件下對眼睛更舒適。
9. 設計考慮同比較
選擇呢款顯示屏時,設計師應考慮其共陽極配置,相比共陰極類型,可能需要唔同嘅驅動器IC或微控制器端口配置。3.6伏典型正向電壓意味住通常使用至少5伏嘅電源電壓,以適應限流電阻同驅動電路上嘅壓降。同真空熒光顯示屏(VFD)或更簡單嘅白熾顯示屏等舊技術相比,呢款LED顯示屏功耗更低、壽命更長、抗衝擊同振動能力更強。同LCD相比,佢提供更優越嘅亮度同視角,無需背光,但如果同時點亮多個段位,功耗可能更高。
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。 |