LTC-5689KY LED顯示器規格書 - 0.56英吋字高 - 琥珀黃色 - 2.6V順向電壓 - 70mW功耗 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTC-5689KY是一款高效能、三位數、七段式LED顯示模組，專為需要清晰、明亮數字讀數的應用而設計。其主要功能是在儀器儀表、工業控制面板、測試設備和消費性電器等電子裝置中提供視覺數字輸出。

此顯示器的核心優勢在於其段位採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）LED技術。此材料系統以在琥珀/黃色光譜中產生高效率發光而聞名，提供卓越的亮度與極佳的可視性。裝置採用黑底白段的設計，創造出高對比度的外觀，增強了可讀性，特別是在各種環境光照條件下。連續且均勻的段位確保了字元外觀的清晰與專業。

目標市場包括從事對電源效率、可靠性和清晰視覺通訊至關重要的裝置設計師與工程師。其分類的發光強度以及符合無鉛、RoHS規範的封裝，使其適用於現代、注重環保的電子設計。

2. 深入技術參數分析

2.1 光度學與光學特性

光學性能是顯示器功能的核心。在標準測試電流1mA下，每段平均發光強度的典型值為2222 µcd（微燭光），最小規格值為800 µcd。此高亮度水準確保數字易於辨識。發射光的特性為峰值波長（λp）與主波長（λd）均為595 nm，使其明確位於可見光譜的琥珀黃色區域。譜線半寬度（Δλ）為15 nm，表示顏色相對純淨，擴散至相鄰波長的程度極小。段位間的發光強度匹配規格為2:1或更佳，確保整個顯示器的亮度均勻，外觀一致。

2.2 電氣參數與額定值

了解電氣極限對於可靠運作至關重要。絕對最大額定值定義了操作邊界：

• 每段功耗：最大值70 mW。
• 每段連續順向電流（I_F）：最大值25 mA。
• 每段峰值順向電流：最大值60 mA，適用於脈衝條件下（1 kHz，10%工作週期）。
• 順向電流降額：超過25°C時需以0.33 mA/°C的速率降額。這對熱管理至關重要。
• 每段順向電壓（V_F）：在I_F= 20 mA時，典型值為2.6V，最大值為2.6V。最小值為2.05V。
• 逆向電壓（V_R）：最大值5 V。超過此值可能損壞LED接面。
• 逆向電流（I_R）：在V_R= 5V時，最大值為100 µA。

2.3 熱與環境規格

此元件的額定工作溫度範圍為-35°C至+105°C，儲存溫度範圍相同。此寬廣範圍使其適用於嚴苛環境。焊接溫度額定值對於組裝至關重要：元件可在安裝平面下方1/16英吋處承受260°C達3秒。遵守此溫度曲線對於防止迴流焊接過程中的損壞至關重要。

3. 分級與分類系統

規格書明確指出此元件已按發光強度分類。這意味著LED會根據其在標準測試條件下測量的光輸出進行測試和分類（分級）。此過程確保設計師獲得具有一致亮度水準的元件，這對於並排使用多個顯示器或需要特定最低亮度的應用至關重要。雖然此摘錄未詳細說明具體的分級代碼，但典型值（2222 µcd）和最小值（800 µcd）提供了性能範圍。

4. 性能曲線分析

規格書提及典型電氣/光學特性曲線，這對於詳細設計工作至關重要。雖然文中未提供具體圖表，但此類曲線通常包括：

• 順向電流（I_F）對順向電壓（V_F）：顯示非線性關係，有助於設計限流電路。
• 發光強度（I_V）對順向電流（I_F）：說明光輸出如何隨電流增加，有助於亮度校準和效率計算。
• 發光強度對環境溫度：展示光輸出隨溫度升高而降額，對於高溫應用很重要。
• 光譜分佈：顯示各波長相對強度的圖表，確認595 nm峰值和15 nm半寬度。

設計師應查閱製造商的完整規格書以獲取這些圖表，以便針對其特定操作條件進行精確計算。

5. 機械與封裝資訊

5.1 實體尺寸與圖面

顯示器的字元高度為0.56英吋（14.2 mm）。封裝尺寸在圖面中提供，所有單位均為毫米。主要公差為±0.25 mm（除非另有說明），接腳尖端偏移公差為+0.4 mm。此資訊對於設計印刷電路板（PCB）的佔位面積至關重要，可確保組裝時的正確貼合與對齊。

5.2 接腳定義與極性識別

此元件採用14接腳雙列直插封裝（DIP）。其配置為多工共陽極顯示器。這意味著每個數字的LED陽極在內部連接在一起（共陽極），而每個段位（A-G，DP）的陰極則在數字間共享。提供接腳連接表：

• 接腳1-7：分別為段位A、B、C、D、E、F、G的陰極。
• 接腳8：三個小數點（DP1、DP2、DP3）的共陰極。
• 接腳9、10、11：分別為數字3、數字2、數字1的共陽極。
• 接腳12：兩個右側小數點（DP4、DP5）的共陽極。
• 接腳13、14：分別為DP5和DP4的陰極。

內部電路圖直觀地確認了此多工配置，顯示了三組七段式LED，其陽極連接到數字線，陰極連接到段位線。

6. 焊接與組裝指南

作為通孔元件，主要組裝方法是波峰焊接或手工焊接。提供的關鍵參數是最大焊接溫度曲線：260°C持續3秒，測量點位於安裝平面下方1.6mm（1/16英吋）。組裝期間，元件本體本身的溫度不得超過最大儲存溫度105°C。建議妥善處理以避免對接腳和環氧樹脂封裝造成機械應力。元件在使用前應儲存在其原始防潮袋中，並置於受控環境中。

7. 包裝與訂購資訊

料號為LTC-5689KY。KY後綴可能表示顏色（琥珀黃）以及其他特定屬性。此元件描述為AlInGaP琥珀黃多工共陽極右側小數點顯示器。此類DIP元件的標準包裝通常是防靜電管或托盤。設計師應向經銷商或製造商確認確切的包裝數量（例如，每管50個）。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用場景

• 測試與量測設備：數位萬用電錶、頻率計數器、電源供應器。
• 工業控制：用於溫度、壓力、速度或計數顯示的面板儀錶。
• 消費性電器：微波爐、音響設備、舊型時鐘/計時器。
• 汽車改裝市場：需要高亮度的儀錶和讀數顯示。

8.2 關鍵設計注意事項

1. 驅動電路：作為共陽極、多工顯示器，它需要能夠吸收電流（驅動段位陰極）和提供電流（驅動數字陽極）的驅動IC或微控制器。每個段位陰極線路都必須配置適當的限流電阻。
2. 多工掃描：數字會快速輪流點亮。刷新率必須足夠高（通常>60 Hz）以避免可見閃爍。工作週期決定了感知亮度；根據規格書，峰值電流可以高於直流額定值。
3. 熱管理：遵守超過25°C時的順向電流降額曲線。在高環境溫度應用中，降低工作電流以保持在功耗限制內。
4. 視角：寬廣的視角是有益的，但PCB佈局應將顯示器放置在最佳使用者視線位置。

9. 技術比較與差異化

與舊型的GaP（磷化鎵）或標準GaAsP（磷砷化鎵）黃色LED相比，LTC-5689KY中採用的AlInGaP技術提供了顯著更高的發光效率和亮度。這使得在相同驅動電流下，於明亮條件或更遠距離處具有更好的可視性。黑底白段的設計比全擴散式封裝提供更高的對比度。與現代表面黏著元件（SMD）七段顯示器相比，此通孔版本更易於製作原型，並且可能更適合需要更高抗振性或便於手動維修的應用。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

問：峰值順向電流額定值（1kHz，10%工作週期下60mA）的目的是什麼？

答：此額定值允許您在多工掃描期間以更高電流脈衝驅動LED，以實現更高的感知亮度。由於每個數字每次僅點亮一小段時間（例如，3位數時工作週期為1/3），平均功率和熱量產生保持在限制內，而瞬時光輸出則更亮。

問：如何計算限流電阻值？

答：使用歐姆定律：R = (V_電源- V_F) / I_F。對於5V電源，典型V_F為2.6V，以及期望的I_F為20mA：R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω。為確保電流不超過限制，保守設計應始終使用規格書中的最大V_F值進行計算。

問：我可以不採用多工掃描來驅動此顯示器嗎？

答：可以，但效率較低。您需要將每個數字的共陽極連接到V_電源，並同時獨立控制所有三個數字的每個段位陰極。這需要更多的微控制器接腳或驅動通道（7段 x 3位數 = 21條線路，相較於多工掃描的7+3=10條線路）。

11. 實務設計與使用範例

考慮設計一個簡單的三位數電壓錶。一個帶有類比數位轉換器（ADC）的微控制器讀取電壓。韌體對此值進行縮放，並決定每個數字（百位、十位、個位）要點亮哪些段位。然後使用多工掃描常式：它在陰極接腳1-7以及小數點接腳8/13/14上設定段位圖案，然後啟用數字1的陽極（接腳11）幾毫秒。接著為下一個數字更改段位圖案並啟用數字2的陽極（接腳10），依此類推，持續循環。限流電阻串聯在7個主要段位陰極線路（接腳1-7）的每一條上。亮度可以通過在指定限制內改變工作週期或限流電阻值來調整。

12. 技術原理介紹

七段顯示器是由發光二極體（LED）以8字形排列組成的組件。通過選擇性點亮特定段位（標記為A到G），可以形成從0到9的任何數字。LTC-5689KY在一個封裝中包含三個這樣的數字組件。多工掃描是一種技術，讓這些數字共享同一組段位控制線路。在任何瞬間只有一個數字通電，但通過快速循環切換，人眼會感知所有數字持續點亮。這大大減少了所需的控制接腳數量和功耗。所使用的AlInGaP半導體材料在電子與電洞跨越材料能隙復合時發光，其能隙經過設計，對應於波長約為595 nm（琥珀黃色）的光子。

13. 產業趨勢與發展

顯示技術的趨勢強烈傾向於表面黏著元件（SMD），以實現自動化組裝、更高密度和更低高度的設計。雖然像LTC-5689KY這樣的通孔顯示器在穩固性、可維修性和某些工業應用中仍然至關重要，但新設計通常選擇SMD七段模組，或者越來越多地選擇能夠提供字母數字和圖形功能的點矩陣OLED或LCD顯示器。然而，對於純數字輸出，其中極高亮度、寬廣溫度範圍和簡單性是關鍵，LED七段顯示器，特別是那些使用AlInGaP等高效材料的產品，仍然擁有穩定的市場地位。發展重點在於提高效率（每瓦流明）、改善對比度，以及在更小的外形尺寸內提供更寬廣的視角。