LTC-5689KD LED顯示屏規格書 - 0.56吋數碼高度 - 超紅光(650nm) - 2.6V正向電壓 - 70mW功耗 - 技術文件

1. 產品概覽

LTC-5689KD係一款高性能、三位數、七段式LED顯示屏模組，專為需要清晰數字顯示嘅應用而設計。佢嘅數碼高度為0.56吋（14.2毫米），提供極佳嘅可視性。顯示屏採用先進嘅AlInGaP（鋁銦鎵磷）超紅光LED晶片，喺GaAs基板上生長。呢種技術被選中係因為佢喺紅色光譜中具有高效率同卓越嘅色彩純度。裝置呈現高對比度外觀，黑色面配白色段，增強咗唔同光照條件下嘅可讀性。佢按發光強度進行分類，並提供符合RoHS指令嘅無鉛封裝，適合考慮環保嘅現代電子設計。

1.1 主要特點同優勢

LTC-5689KD提供多個獨特優勢，令佢成為設計師嘅可靠選擇：

• 光學性能：提供高亮度同高對比度，確保顯示屏易於閱讀。佢擁有寬廣視角，適合觀看者未必正對顯示屏嘅應用。
• 電源效率：功耗低，對電池供電或注重能源嘅設備非常有利。
• 美觀同製造質量：具有連續均勻嘅段，造就出色嘅字符外觀，發光段冇視覺斷裂或空隙。固態結構確保高可靠性同長使用壽命。
• 設計靈活性：多工共陽極配置簡化咗多位數顯示屏嘅驅動電路，減少所需微控制器I/O引腳嘅數量。
• 質量保證：裝置按發光強度進行分類（分級），當單一組件中使用多個顯示屏時，可以確保亮度匹配一致。

2. 技術規格深入探討

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能對裝置造成永久損壞嘅極限。唔建議喺呢啲條件下操作顯示屏。

• 每段功耗：最大70 mW。
• 每段峰值正向電流：90 mA（脈衝條件下：1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）。
• 每段連續正向電流：25°C時為25 mA。當環境溫度高於25°C時，此額定值以0.28 mA/°C線性遞減。
• 工作同儲存溫度範圍：-35°C 至 +105°C。
• 焊接條件：裝置可承受260°C焊接3秒，測量點喺安裝平面下方1/16吋（約1.6毫米）處。

2.2 電氣同光學特性

呢啲係喺環境溫度（Ta）為25°C時測量嘅典型工作參數。

• 平均發光強度（Iv）：當正向電流（IF）為1 mA時，範圍從320 μcd（最小值）到1250 μcd（最大值），並提供典型值。
• 峰值發射波長（λp）：650 nm（IF=20mA時）。呢個定義咗超紅光發射嘅色點。
• 譜線半寬度（Δλ）：20 nm（IF=20mA時），表示光譜純度。
• 主波長（λd）：639 nm（IF=20mA時）。
• 每晶片正向電壓（VF）：典型值為2.60V，IF=20mA時範圍從2.10V到2.60V。電路設計必須考慮呢個變化。
• 每段反向電流（IR）：當施加5V反向電壓（VR）時，最大值為100 μA。此參數僅供測試用途；禁止連續反向偏壓操作。
• 發光強度匹配比：IF=1mA時，相似發光區域內各段嘅最大值為2:1，確保均勻性。
• 串擾：規格少於1.0%，將相鄰段嘅不必要照明降至最低。

3. 機械同封裝資訊

3.1 封裝尺寸同公差

機械圖提供咗PCB佈局同外殼設計嘅關鍵尺寸。除非另有說明，所有主要尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.25mm。組裝嘅關鍵注意事項包括：段上嘅異物或氣泡不得超過10密耳；反射器彎曲必須少於其長度嘅1%；表面油墨污染必須低於20密耳。引腳尖端偏移公差為±0.4 mm。為確保可靠焊接，建議PCB孔徑為1.0 mm。

3.2 引腳配置同內部電路

顯示屏採用14引腳配置。佢係多工共陽極類型。引腳排列如下：引腳1-7分別係段A至G嘅陰極。引腳8係小數點DP1、DP2同DP3嘅公共陰極。引腳9、10同11分別係數碼3、2同1嘅公共陽極。引腳12係小數點DP4同DP5嘅公共陽極。引腳13同14分別係DP5同DP4嘅陰極。內部電路圖清晰顯示咗三個數碼同五個小數點點樣互連，呢點對於設計正確嘅多工驅動序列至關重要。

4. 應用指南同設計考慮

4.1 關鍵應用注意事項

遵守呢啲指南對於可靠操作至關重要：

• 操作極限：切勿超過電流、功率或溫度嘅絕對最大額定值，因為咁樣會導致嚴重嘅光輸出衰減或災難性故障。
• 驅動電路設計：強烈建議使用恆流驅動以保持亮度一致同使用壽命。電路設計必須能夠適應指定嘅正向電壓（VF）全範圍。必須提供防止反向電壓同電源循環期間瞬態尖峰嘅保護，以防止損壞。
• 熱管理：必須根據應用環境中嘅最高環境溫度對驅動電流進行遞減，以防止過熱。
• 環境因素：避免喺潮濕環境中快速溫度變化，以防止顯示屏上凝結水珠。組裝期間唔好對顯示屏主體施加機械力。
• 與覆蓋層一齊使用：如果使用壓敏粘合劑貼上印刷/圖案薄膜，避免讓佢直接壓喺前面板上，因為外力可能導致佢移位。
• 多顯示屏匹配：對於使用兩個或更多顯示屏嘅組件，請從相同發光強度等級中揀選單元，以確保外觀均勻。
• 機械應力測試：如果最終產品需要進行跌落或振動測試，必須提前評估條件以確保顯示屏兼容性。

4.2 儲存條件

適當嘅儲存可以保持顯示屏嘅可焊性同性能。當產品喺其原始防潮包裝內時，建議嘅儲存條件係溫度介於5°C至30°C之間，相對濕度低於60% RH。如果唔符合呢啲條件，或者防潮袋打開超過六個月，引腳可能會氧化。喺呢種情況下，使用前可能需要重新電鍍同重新分類。建議管理庫存以避免長期儲存，並及時使用產品。

5. 性能曲線同特性分析

規格書參考咗對詳細設計分析至關重要嘅典型性能曲線。雖然具體圖表未喺文本中複製，但佢哋通常包括：

• 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）：顯示驅動電流同LED晶片上電壓降之間嘅關係，對於設計限流電路至關重要。
• 發光強度 vs. 正向電流：說明光輸出點樣隨驅動電流增加而增加，有助於為所需亮度選擇適當嘅工作點。
• 發光強度 vs. 環境溫度：展示咗隨著溫度升高，光輸出嘅遞減情況，為熱設計決策提供資訊。
• 光譜分佈：相對強度與波長嘅圖表，確認峰值同主波長以及光譜半寬度。

呢啲曲線允許工程師預測非標準條件（唔同電流或溫度）下嘅性能，並為效率同可靠性優化設計。

6. 典型應用場景同設計備註

LTC-5689KD適用於普通電子設備，包括辦公自動化設備、通訊設備同家用電器。其清晰嘅數字顯示令佢適合用於：

• 測試同測量設備（萬用錶、電源）。
• 工業控制面板同計時器。
• 消費電器，如微波爐、音頻接收器或氣候控制系統。
• 銷售點終端同資訊顯示屏。

設計備註：對於需要極高可靠性且故障可能影響安全嘅應用（例如航空、醫療設備、交通控制），必須進行應用前諮詢以評估適用性。驅動微控制器韌體必須實現正確嘅多工程序，依次為公共陽極（引腳9、10、11、12）供電，同時將相應段陰極拉低以點亮每個數碼嘅所需段。視覺暫留效應會產生所有數碼持續點亮嘅錯覺。

7. 技術比較同區分

與舊技術（如標準GaAsP或GaP紅光LED）相比，LTC-5689KD中嘅AlInGaP超紅光晶片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。相比標準紅光LED嘅橙紅色，其顏色係更深、更飽和嘅紅色（650nm峰值）。多工共陽極設計係與靜態驅動顯示屏嘅主要區別，大幅減少所需驅動引腳（從靜態驅動嘅26+個減少到多工嘅14個），簡化PCB佈局並減少微控制器資源需求，儘管代價係需要專用掃描驅動程序。

8. 常見問題（基於技術參數）

問：發光強度分級嘅目的係咩？

答：分級確保一致性。當多個顯示屏並排使用時，從同一等級中揀選可以保證單元之間亮度嘅視覺差異最小，營造專業、統一嘅外觀。

問：點解推薦恆流驅動而非恆壓驅動？

答：LED正向電壓（VF）有公差（例如2.1V至2.6V）。恆壓源會導致唔同段或顯示屏之間電流（從而亮度）存在顯著差異。恆流源確保無論VF點樣變化，流過嘅電流都相同，保證亮度均勻。

問：我可以直接用5V微控制器引腳驅動呢個顯示屏嗎？

答：唔可以。你必須使用限流電阻，或者更好嘅係專用恆流驅動器IC。將5V引腳直接連接到段陰極（陽極供電時）很可能會超過絕對最大連續電流（25mA）並損壞LED。電阻值必須根據電源電壓、LED嘅VF同所需正向電流（IF）計算。

問：對於連續正向電流，從25°C線性遞減係咩意思？

答：意思係環境溫度每升高1°C（高於25°C），最大允許連續電流就減少0.28 mA。例如，喺50°C時（高於25°C），每段最大電流將係25 mA - (25 * 0.28 mA) = 25 mA - 7 mA = 18 mA。

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。