LTC-47C1SW LED顯示器規格書 - 0.4英吋數位高度 - 白光 - 3.2V順向電壓 - 35mW功耗 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTC-47C1SW是一款四位數七段式字母數字顯示模組。其數位高度為0.4英吋（10.16毫米），適合需要清晰、中等尺寸數值讀數的應用。該顯示器採用基於氮化銦鎵（InGaN）半導體技術的白光發光二極體（LED），安裝於藍寶石基板上。裝置呈現高對比度的外觀，白色發光段襯托於黑色背景面上。其採用符合RoHS（有害物質限制）指令的無鉛封裝結構。

1.1 核心優勢與目標市場

此顯示器為電子設計工程師提供了多項關鍵優勢。其低功耗需求使其具有高能源效率，而高亮度與優異的字元外觀確保了在各種照明條件下的可讀性。寬廣的視角對於顯示器可能從軸外位置觀看的應用至關重要。LED技術固有的固態可靠性提供了長使用壽命以及抗衝擊和振動的能力。這些特性使LTC-47C1SW成為消費性電子產品、工業儀器、測試與量測設備、銷售點終端機以及汽車儀表板顯示器等需要可靠、清晰數位資訊應用的理想選擇。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 光度與電氣特性

LTC-47C1SW的性能定義於環境溫度（Ta）為25°C的標準測試條件下。關鍵參數提供了對其操作範圍的全面理解。

• 發光強度（Iv）：當以10毫安（mA）的順向電流（IF）驅動時，每段的典型發光強度為18毫燭光（mcd）。規格最小值為12.8 mcd。此參數量化了點亮段的感知亮度。
• 順向電壓（VF）：LED段在導通電流時的電壓降。對於此裝置，在5 mA測試電流下，典型的順向電壓介於2.70V至3.2V之間。此值對於設計驅動器中的限流電路至關重要。
• 色度座標（x, y）：這些座標定義了白光在CIE 1931色度圖上的色點。提供的典型值（x=0.294，y=0.286）指示了一種特定的白色色調。這些座標的容差為±0.01。
• 逆向電流（IR）：當施加5V逆向偏壓時的最大漏電流為100 µA。請注意，此參數僅供測試用途；裝置不適用於在逆向電壓下連續操作。
• 串擾：規格≤ 2.5%表示相鄰段或數位之間允許的最大光漏或電氣干擾，確保字元清晰度。

2.2 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能對裝置造成永久損壞的應力極限。不建議在此極限外操作。

• 每段功耗：最大35 mW。
• 每段峰值順向電流：最大50 mA，在脈衝條件下（1 kHz頻率，10%工作週期）。
• 每段連續順向電流：最大連續電流會隨著環境溫度升高，從其在25°C時的值以每°C 0.125 mA的速率線性遞減。
• 操作溫度範圍：-35°C 至 +80°C。
• 儲存溫度範圍：-35°C 至 +105°C。
• 焊接條件：裝置可承受波焊或迴流焊，在安裝平面下方1/16英吋（約1.6毫米）處的溫度在3秒內不得超過260°C。

3. 分級系統說明

LTC-47C1SW採用色調分級系統，根據其精確的白色色點對裝置進行分類。這對於需要跨多個顯示器或在多位數單元內保持顏色一致性的應用至關重要。分級由CIE 1931色度圖上的四邊形定義，並以其角座標（x, y）指定。規格書列出了數個分級（例如S1-2、S2-2、S3-1、S3-2、S4-1、S4-2、S5-1、S6-1）。每個分級在x和y座標上均有±0.01的定義容差。此系統允許製造商從特定分級中選擇LED，以在所有段和數位上實現統一的白色外觀，最大限度地減少視覺顏色差異。

4. 機械與封裝資訊

4.1 尺寸與公差

封裝外型圖提供了PCB（印刷電路板）佈局和組裝的關鍵機械尺寸。所有主要尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.25毫米，除非另有說明。

• 引腳尖端偏移公差：引腳尖端位置的允許偏差為±0.25毫米。
• 間隔片細節：設計了一個間隔片特徵，允許±0.5毫米的滑出公差，可能用於輔助組裝時的對齊。
• 建議PCB孔徑：建議引腳孔徑為0.9毫米。

4.2 視覺與外觀規格

規格書包含多個與顯示器外觀相關的品質控制參數：

• 段上的異物必須≤ 10密耳（0.254毫米）。
• 表面上的油墨污染必須≤ 20密耳（0.508毫米）。
• 反射器的彎曲必須≤其長度的1%。
• 段內的氣泡必須≤ 10密耳（0.254毫米）。
• 一項特定註記規定必須使用\"僅限硬度引腳\"，表示需要具有足夠機械剛性的引腳。

5. 內部電路與引腳配置

LTC-47C1SW是一款共陰極顯示器。內部電路圖顯示四個數位共用其陰極連接。七個段（A、B、C、D、E、F、G）和兩個小數點（DP1、DP2）的陽極以多工方式連接。具體來說，段的陽極在數位對（數位1和2以及數位3和4）之間分組，以便於時分多工，這是一種用較少驅動引腳控制多位數顯示器的常見技術。

20引腳連接表對於正確佈線至關重要：

• 引腳5、10、15、20分別是數位2、4、3和1的共陰極。
• 引腳2和7分別是小數點DP1和DP2的陽極。
• 其餘引腳是各個段（A-G）的陽極，在表中指示的特定數位對之間共享。例如，引腳1是數位1和2的段D的陽極。

6. 焊接與組裝指南

正確的處理和組裝對於可靠性至關重要。裝置對靜電放電（ESD）敏感。強烈建議在處理時使用腕帶或防靜電手套，並確保所有設備和工作站正確接地。

對於焊接，關鍵參數是限制裝置本體的溫度。規格允許在波焊或迴流焊過程中，安裝平面下方1.6毫米處測量的最高溫度為260°C，持續時間為3秒。遵守這些限制可防止LED晶片和塑膠封裝受到熱損壞。

7. 應用建議

7.1 典型應用電路

共陰極、多工陽極結構設計用於與微控制器或專用LED驅動器IC配合使用。典型電路涉及使用電晶體開關（例如NPN BJT或N通道MOSFET）依次吸收通過每個數位陰極的電流（數位掃描）。段陽極線通過限流電阻以適當的圖案驅動。多工頻率應足夠高（通常>60 Hz），以避免因視覺暫留而產生可見的閃爍。

7.2 設計考量

• 限流：每個陽極線必須使用外部電阻來設定順向電流（例如，根據規格書，每段5-10 mA）。電阻值可使用公式 R = (Vcc - VF) / IF 計算，其中Vcc是電源電壓，VF是LED的順向電壓（為安全起見使用最大值），IF是所需的順向電流。
• 驅動能力：驅動器IC或微控制器埠必須能夠在其啟動時間內提供一個數位中所有點亮段的累積電流。
• 視角：寬廣的視角允許相對於使用者的安裝位置具有靈活性。
• 熱管理：雖然功耗低，但確保外殼內有足夠的通風有助於維持LED的使用壽命，特別是在較高的環境溫度下。

8. 技術比較與差異化

與其他七段顯示器相比，LTC-47C1SW使用InGaN白光SMD晶片，相較於舊技術如紅色GaAsP LED或濾光白光LED具有優勢。InGaN LED通常提供更高的效率、隨時間推移更好的顏色穩定性以及更一致的白色色點。其0.4英吋的數位高度使其定位於用於便攜式設備的較小顯示器和用於標誌的較大顯示器之間。其多工引腳配置是一種標準設計，可最大限度地減少四位數顯示器所需的控制器I/O引腳數量，與每個數位的每個段都有獨立驅動引腳的顯示器相比，提供了更具成本效益和節省空間的解決方案。

9. 基於技術參數的常見問題

問：色調分級系統的目的是什麼？

答：色調分級確保顏色一致性。對於多位數顯示器，使用來自相同或相鄰分級的LED可保證所有數位發出相同的白色色調，防止一個數位看起來與相鄰數位明顯不同（例如，更藍或更黃）。

問：我可以用5V微控制器驅動此顯示器嗎？

答：可以，但必須使用限流電阻。由於典型的順向電壓約為3V，5V電源若無電阻會迫使過大電流流經LED，可能導致其損壞。始終需要串聯一個電阻。

問：\"共陰極\"對我的電路設計意味著什麼？

答：共陰極意味著一個數位中的所有LED共用一個負極（接地）連接。要點亮一個數位，您需將其陰極引腳接地（通過電晶體開關），並對您希望點亮的段的陽極施加正電壓（通過限流電阻）。

問：如何解讀峰值順向電流額定值？

答：在10%工作週期下的50 mA峰值額定值允許在分時多工系統中使用較高電流的短脈衝來實現更大的瞬時亮度。長時間的平均電流不得超過連續電流額定值，後者較低且隨溫度遞減。

10. 工作原理介紹

七段顯示器是由排列成八字形的發光二極體組成的組件。通過選擇性點亮特定段（標記為A到G），它可以形成所有十個數字（0-9）和一些字母。LTC-47C1SW將四個這樣的數位陣列整合到單一封裝中。LED中使用的InGaN半導體材料在電子與電洞跨越材料能隙復合時發出藍光。這種藍光被LED封裝內部的螢光粉塗層部分轉換為較長波長（黃色），從而使人眼感知為白光。用於以一組段驅動器控制四個數位的多工技術，其工作原理是快速依次循環供電給每個數位。在任何瞬間只有一個數位被點亮，但由於人眼的視覺暫留，如果循環頻率足夠高，所有四個數位看起來都是連續點亮的。

11. 發展趨勢

七段顯示器技術的趨勢持續聚焦於幾個關鍵領域。InGaN LED晶片的效率提升，可在較低驅動電流下實現更高亮度，從而降低功耗和熱量產生。同時也朝著更高的顏色一致性以及更廣泛的可用白色色溫（例如冷白、中性白、暖白）發展，以更好地匹配應用美學。整合是另一個趨勢，一些顯示器將驅動器IC和限流電阻整合在同一模組內，簡化了終端工程師的設計。此外，封裝技術的進步可能允許更薄的輪廓和更高的堅固性，以適應惡劣環境應用。