LTC-561JD LED顯示屏規格書 - 0.56吋數碼高度 - AlInGaP紅色 - 2.6V正向電壓 - 低功耗 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTC-561JD係一款高性能、三位數、七段式LED顯示屏模組。佢嘅主要設計重點係喺電力效率至關重要嘅應用中，實現清晰嘅數字讀數。呢款器件採用先進嘅AlInGaP（鋁銦鎵磷）LED晶片技術，呢種技術以其高發光效率同出色嘅色彩純度而聞名，特別係喺紅色光譜範圍內。呢種特定嘅材料系統，生長喺非透明嘅GaAs基板上，有助於顯示屏實現高亮度同高對比度。

顯示屏採用灰色面板配白色段標記，呢種組合係為咗喺各種照明條件下最大化對比度同可讀性而選擇嘅。呢款產品嘅一個關鍵創新係佢針對低電流操作進行咗優化。啲段經過嚴格測試同分選，確保即使喺每段電流低至1 mA嘅情況下，都能夠有出色嘅均勻性同性能。呢點令佢特別適合用於電池供電設備、便攜式儀器，以及任何需要盡量減少功耗嘅系統。封裝係無鉛嘅，符合RoHS環保指令。

1.1 主要特點同優勢

• 數碼高度：0.56吋（14.2毫米），提供清晰易讀嘅數字顯示。
• 出色嘅段均勻性：嚴格嘅測試同分選確保所有段同數碼之間嘅亮度同顏色保持一致。
• 低功耗要求：專門設計用於喺極低驅動電流下高效運作，延長電池壽命。
• 高亮度同高對比度：AlInGaP技術同灰面/白段設計提供卓越嘅光學性能。
• 寬視角：從多個角度都能夠提供清晰嘅可見度。
• 固態可靠性：同其他顯示技術相比，LED具有更長嘅工作壽命同更高嘅抗衝擊同抗振動能力。
• 按發光強度分選：產品根據測量嘅光輸出進行分類，以便喺多顯示屏應用中進行精確匹配。
• 無鉛封裝：製造符合RoHS法規。

1.2 器件識別同配置

型號LTC-561JD標識咗一個特定配置：一個採用AlInGaP高效紅色LED嘅多路復用共陽極顯示屏。每個數碼都包括一個右側小數點（DP）。呢種共陽極配置係多路復用驅動嘅典型方式，其中陽極（每個數碼共用）按順序切換，同時啟用相應嘅段陰極。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗壓力極限，超過呢啲極限可能會對器件造成永久性損壞。喺呢啲極限下或接近呢啲極限嘅操作唔保證。

• 每段功耗：最大70 mW。超過呢個值可能導致過熱同加速LED晶片嘅退化。
• 每段峰值正向電流：90 mA，但僅限於脈衝條件下（1/10佔空比，0.1毫秒脈衝寬度）。呢個額定值適用於短期浪湧，唔係連續操作。
• 每段連續正向電流：喺25°C時為25 mA。當環境溫度（Ta）高於25°C時，呢個電流會以0.33 mA/°C嘅線性速率降額。例如，喺85°C時，最大允許連續電流大約為：25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 5.2 mA。呢個降額對於熱管理至關重要。
• 工作同儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。器件額定用於工業溫度範圍。
• 焊接條件：進行波峰焊或回流焊時，顯示屏主體應位於焊料波峰或回流焊曲線上方至少1/16吋（約1.6毫米），喺260°C下最多3秒。喺呢個過程中，LED封裝本身嘅溫度唔可以超過其最大額定值。

2.2 電氣同光學特性

呢啲係喺Ta=25°C嘅標準化測試條件下測量嘅典型性能參數。

• 平均發光強度（I_V）：喺正向電流（I_F）為1 mA時，為320至700 ucd（微坎德拉）。呢個寬範圍表明器件經過分選；具體單元會落入呢個範圍嘅一個子集內。喺1 mA下嘅測試突顯咗其低電流能力。
• 峰值發射波長（λ_p）：656 nm（典型值）。呢個係光功率輸出最大嘅波長，係深紅色AlInGaP LED嘅特徵。
• 譜線半寬度（Δλ）：22 nm（典型值）。呢個測量發射光譜嘅寬度；數值越小表示光越單色（顏色越純）。
• 主波長（λ_d）：640 nm（典型值）。呢個係人眼感知到嘅單一波長，定義咗顏色。佢比峰值波長稍短。
• 每晶片正向電壓（V_F）：喺I_F=20 mA時，為2.1V至2.6V。設計師必須確保驅動電路能夠喺呢個整個範圍內提供足夠嘅電壓，以達到所需電流。指定嘅容差為±0.1V。
• 每段反向電流（I_R）：喺反向電壓（V_R）為5V時，最大為100 µA。重要：呢個參數僅用於測試目的。器件唔係為咗喺反向偏壓下連續操作而設計嘅，咁樣可能會造成損壞。
• 發光強度匹配比：喺I_F=10 mA時，喺類似光輸出分選箱內最大為2:1。呢個意思係，最暗嘅段嘅亮度唔應該低於同一單元或匹配批次內最亮段嘅一半，確保視覺均勻性。
• 串擾：≤2.5%。呢個係指當相鄰段被驅動時，某個段出現唔需要嘅照明，係由內部光學或電氣洩漏引起嘅。

3. 分選系統說明

LTC-561JD採用分選系統，主要用於發光強度。正如特性中所述，平均發光強度範圍為320至700 ucd。單元經過測試並分類到特定嘅強度分選箱中。咁樣可以讓設計師選擇亮度水平一致嘅顯示屏，呢點喺單個產品中並排使用多個顯示屏以避免明顯嘅亮度差異（色調不均勻）時尤其關鍵。規格書建議喺多單元應用中選擇來自同一分選箱嘅顯示屏。雖然呢個型號冇明確詳細說明，但考慮到其指定嘅容差，分選可能某程度上也涉及正向電壓（V_F），確保喺多路復用或並聯驅動場景中更容易進行電流匹配。

4. 機械同封裝信息

4.1 封裝尺寸同圖紙

顯示屏具有標準嘅雙列直插式封裝（DIP）佔位面積。關鍵尺寸包括整體模組尺寸約為37.70毫米（長度）x 15.24毫米（寬度）。數碼高度為14.22毫米（0.560吋）。引腳間距為2.54毫米（0.100吋），係通孔元件嘅標準間距。安裝平面有明確定義，圖紙包括側面8度嘅拔模角。引腳1通常喺封裝上標記，型號、日期代碼同分選代碼也標示喺頂部表面。

4.2 引腳連接同內部電路

器件具有12引腳配置。佢採用多路復用共陽極設計。內部電路圖顯示三個共陽極引腳，每個數碼一個（數碼1、數碼2、數碼3：分別係引腳12、9、8）。七個段陰極（A、B、C、D、E、F、G）同小數點（DP）陰極喺所有數碼之間共享，並連接到各自嘅引腳。引腳6標記為"無連接"（N/C）。呢種引腳排列係以時分多路復用方式驅動顯示屏嘅標準方式，其中每個數碼按快速順序點亮。

5. 性能曲線分析

規格書參考咗典型性能曲線，呢啲對於詳細設計至關重要。雖然具體圖表喺提供嘅文本中冇完全詳細說明，但呢類器件嘅標準曲線通常包括：

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示正向電流同正向電壓之間嘅關係，突出顯示開啟電壓（約2V）同LED嘅動態電阻。
• 發光強度 vs. 正向電流（I_V vs I_F）：呢條曲線對於確定達到所需亮度所需嘅驅動電流至關重要。佢通常喺一定範圍內係線性嘅，但可能喺高電流下飽和。
• 發光強度 vs. 環境溫度（I_V vs T_a）：顯示光輸出如何隨著LED結溫升高而降低。呢個為熱設計同電流降額提供依據。
• 光譜分佈：相對強度與波長嘅圖表，顯示喺656 nm處嘅峰值同22 nm嘅譜線半寬度。

設計師應查閱完整嘅規格書圖表，以針對其特定操作條件優化效率、亮度同壽命。

6. 焊接、組裝同儲存指南

6.1 焊接

推薦嘅焊接條件係喺260°C下最多3秒，顯示屏主體位於安裝平面至少1.6毫米以上。咁樣可以防止過多熱量沿引腳傳遞並損壞內部LED晶片同環氧樹脂。可以使用通孔元件嘅標準波峰焊或回流焊曲線，前提係唔超過封裝溫度限制。組裝期間避免對顯示屏主體施加機械力。

6.2 儲存條件

對於長期儲存，產品應保持喺其原始包裝中。推薦嘅環境條件係溫度介於5°C同30°C之間，相對濕度低於60% RH。喺呢啲條件之外儲存，特別係喺高濕度環境下，可能導致鍍錫引腳氧化，喺自動化組裝過程中使用前可能需要重新鍍錫。應避免冷凝。

7. 應用建議同設計考慮

7.1 典型應用場景

• 便攜式同電池供電設備：萬用錶、手持測試儀、醫療監護儀，其中低電流消耗至關重要。
• 工業儀器儀錶：面板錶、過程控制器、計時器顯示。
• 消費電子產品：家用電器、音響設備、健身器材顯示屏。
• 汽車改裝顯示屏：需要寬溫度範圍同可靠性嘅場合（需經過特定認證）。

7.2 關鍵設計考慮

• 驅動方法：強烈建議使用恆流驅動而非恆壓驅動。無論段或單元之間嘅正向電壓（V_F）變化或隨溫度變化，佢都能確保一致嘅發光強度。
• 電流限制：電路必須設計成將每段電流限制喺安全值內，考慮連續同峰值額定值，並且必須考慮喺高環境溫度下嘅熱降額。
• 多路復用電路：對於共陽極設計，需要一個合適嘅驅動器IC（例如多路復用LED驅動器或具有足夠電流吸收/源能力嘅微控制器）來順序啟用每個數碼嘅陽極，同時通過所需嘅段陰極吸收電流。刷新率必須足夠高以避免可察覺嘅閃爍（通常>60 Hz）。
• 反向電壓保護：驅動電路應包含保護（例如串聯或並聯二極管），以防止喺電源循環期間施加反向偏壓或電壓瞬變，呢啲可能導致金屬遷移同故障。
• 熱管理：雖然器件本身冇散熱墊，但確保足夠嘅氣流並避免放置喺PCB上其他熱源附近，將有助於保持較低嘅結溫，從而保持光輸出同壽命。
• 光學界面：如果使用前面板或濾光片，確保有少量氣隙，唔好讓佢直接壓喺顯示屏表面，特別係如果貼咗裝飾膜，因為咁樣可能導致薄膜移位。

8. 技術比較同區分

LTC-561JD嘅主要區別在於其低電流優化。許多標準七段顯示屏嘅特性係喺10 mA或20 mA下定義嘅。呢款器件喺1 mA下指定關鍵參數（如發光強度）並保證喺咁低嘅驅動水平下段匹配，呢點對於對功耗敏感嘅設計係一個顯著優勢。此外，使用AlInGaP技術相比舊技術（如標準GaAsP（磷化鎵砷）紅色LED）提供更高效率，並且可能喺溫度同壽命期間具有更好嘅顏色穩定性。其共陽極、多路復用引腳排列係行業標準，確保與多種驅動電路同微控制器兼容。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：我可唔可以直接用5V微控制器引腳驅動呢個顯示屏？

答：對於恆定照明唔可以直接驅動。正向電壓約為最大2.6V。需要一個串聯限流電阻。對於多路復用，你需要外部晶體管來切換共陽極（可能處於較高電流），並且可能需要緩衝段陰極，因為微控制器引腳電流限制通常對於多個段來說太低。

問："按發光強度分選"對我嘅設計意味住乜嘢？

答：意思係你可以訂購來自特定亮度範圍嘅部件。如果你嘅設計使用多個顯示屏，從同一分選代碼訂購可以確保佢哋都有相似嘅亮度，避免外觀參差不齊。對於單個顯示屏，任何喺320-700 ucd範圍內嘅分選箱都可以用，但亮度會有所不同。

問：最大連續電流喺25°C時為25mA。正常操作我應該用幾多電流？

答：為咗可靠性同壽命，通常做法係以低於其絕對最大額定值嘅電流驅動LED。典型工作電流可能係10-20 mA，取決於所需亮度同熱環境。使用I_V vs. I_F曲線來選擇能夠達到你目標亮度嘅電流。

問：點解反向偏壓對LED咁危險？

答：LED唔係設計成像普通二極管咁阻擋反向電壓。施加即使係中等嘅反向電壓（如5V測試條件）都可能導致高漏電流，並且隨著時間推移，導致半導體晶片內嘅電遷移，造成短路或永久性增加漏電。

10. 實用設計同使用案例

案例：設計一個低功耗數字計時器

一位設計師正在創建一個電池操作嘅廚房計時器，必須用一組AA電池運行數月。選擇LTC-561JD作為其顯示屏。微控制器以3.3V運作。設計使用一個專用LED驅動器IC，其恆流輸出配置為每段2 mA。由於顯示屏喺低電流下效率高，呢個低電流對於室內亮度已經足夠。驅動器處理多路復用，以200 Hz循環掃描三個數碼。共陽極引腳由驅動器嘅數碼驅動器驅動，段引腳連接到其恆流吸收端。每個共陽極嘅電源串聯一個肖特基二極管，以防止來自驅動器嘅意外反極性。顯示屏嘅平均電流消耗保持喺5 mA以下，使其非常適合延長電池壽命。

11. 工作原理介紹

七段LED顯示屏係一個排列成"8"字形嘅發光二極管陣列。七個段（標記為A到G）中嘅每一個都係一個獨立嘅LED（或LED晶片嘅串聯/並聯組合）。一個額外嘅LED用於小數點（DP）。喺像LTC-561JD咁樣嘅共陽極配置中，單個數碼所有LED嘅陽極連接在一起到一個共用引腳。每種類型嘅段陰極（A、B、C等）喺所有數碼之間連接在一起。要點亮特定數碼上嘅特定段，該數碼嘅共陽極連接到正電源電壓（通過限流電路），所需段嘅陰極連接到地（或電流吸收端）。要顯示數字，需要同時點亮多個段。為咗用更少引腳控制多個數碼，使用多路復用：控制器快速循環掃描每個數碼，僅喺其時間片內點亮該數碼嘅適當段。人眼嘅視覺暫留將呢啲快速閃爍融合成一個穩定嘅多位數字。

12. 技術趨勢同發展

顯示技術嘅趨勢，包括分段LED顯示屏，繼續朝著更高效率、更低功耗同改進集成度發展。雖然用於紅/橙/黃色嘅核心AlInGaP技術已經成熟，但工藝改進會隨著時間推移產生略高嘅效能。越來越強調"即插即用"兼容性同驅動器集成。一些較新嘅顯示屏可能內置限流電阻，甚至簡單邏輯（如BCD到7段解碼器），以簡化微控制器嘅接口。此外，對更寬色域同新應用（如超低功耗物聯網設備）嘅需求推動著顯示屏喺陽光下保持可讀性（高對比度）或提供更低嘅最小工作電流。然而，對於呢類元件，多路復用同驅動嘅原理基本上保持不變。