Dokumen Teknikal LTE-5228A - Pemancar Inframerah Kuasa Tinggi, Voltan Hadapan Rendah, Panjang Gelombang 940nm

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTE-5228A ialah diod pemancar cahaya (LED) inframerah (IR) berkuasa tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan output optik yang mantap. Kelebihan terasnya berasal daripada kejuruteraannya untuk keupayaan pacuan arus tinggi sambil mengekalkan voltan hadapan yang agak rendah, menjadikannya cekap untuk operasi berdenyut dan berterusan. Peranti ini dibungkus dalam perumahan lutsinar, yang tipikal untuk pemancar IR bagi mengurangkan penyerapan cahaya tidak kelihatan yang dipancarkan. Pasaran sasaran utama termasuk automasi perindustrian, sistem keselamatan (contohnya, pencahayaan kamera pengawasan), sensor optik, dan unit kawalan jauh di mana sumber cahaya tidak kelihatan yang boleh dipercayai adalah kritikal.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. LTE-5228A boleh meleraikan sehingga 150 mW kuasa. Penarafan arus hadapan puncaknya adalah sangat tinggi pada 2 Ampere, tetapi ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut tertentu (300 denyutan sesaat dengan lebar denyut 10 mikrosaat). Arus hadapan berterusan dinilai pada 100 mA yang lebih konvensional. Peranti ini boleh menahan voltan songsang sehingga 5V. Julat suhu operasi dan penyimpanan adalah masing-masing dari -40°C hingga +85°C dan -55°C hingga +100°C, menunjukkan kesesuaian untuk persekitaran yang sukar. Suhu pateri kaki dinyatakan sebagai 260°C selama 5 saat pada jarak 1.6mm dari badan pakej, yang merupakan parameter kritikal untuk proses pemasangan.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Parameter ini diukur pada keadaan ujian piawai suhu persekitaran 25°C dan arus hadapan (I_F) 20mA. Output optik utama ditakrifkan dalam dua cara: Kejadian Sinaran Apertur (E_edalam mW/cm²) dan Keamatan Sinaran (I_Edalam mW/sr). Kedua-dua parameter dikelaskan (binned), bermakna peranti disusun ke dalam kumpulan prestasi (BIN A, B, C, D) selepas pembuatan, dengan BIN D mewakili output tertinggi. Panjang gelombang pancaran puncak (λ_Puncak) biasanya 940 nm, meletakkannya dengan kukuh dalam spektrum inframerah dekat. Separuh lebar garisan spektrum (Δλ) ialah 50 nm, menunjukkan lebar jalur spektrum cahaya yang dipancarkan. Secara elektrik, voltan hadapan (V_F) adalah antara 1.2V dan 1.6V pada 20mA, mengesahkan tuntutan operasi voltan rendahnya. Arus songsang (I_R) adalah maksimum 100 µA pada sesaran songsang 5V. Sudut pandangan (2θ_1/2) ialah 40 darjah, mentakrifkan sebaran sudut di mana keamatan sinaran adalah sekurang-kurangnya separuh daripada nilai puncaknya.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan (Binning)

Dokumen data ini jelas menggunakan sistem pengelasan prestasi untuk output sinaran. Peranti diuji dan dikategorikan kepada empat kelas (A, B, C, D) berdasarkan Kejadian Sinaran Apertur dan Keamatan Sinaran yang diukur pada I_F= 20mA. BIN A mewakili julat output yang lebih rendah, manakala BIN D mewakili output terjamin tertinggi. Sistem ini membolehkan pengilang menawarkan tahap prestasi yang konsisten dan membolehkan pereka memilih kelas yang memenuhi kepekaan atau keperluan julat aplikasi mereka dengan tepat. Tiada petunjuk pengelasan voltan atau panjang gelombang untuk nombor bahagian khusus ini; voltan hadapan dan panjang gelombang puncak diberikan sebagai julat tipikal/maksimum tanpa kod kelas.

4. Analisis Lengkuk Prestasi

Dokumen data ini menyediakan beberapa graf yang menggambarkan tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Taburan Spektrum (Rajah 1)

Lengkuk ini menunjukkan keamatan sinaran relatif sebagai fungsi panjang gelombang. Ia mengesahkan puncak pada 940 nm dan separuh lebar spektrum kira-kira 50 nm. Bentuknya adalah tipikal untuk LED IR berasaskan AlGaAs.

4.2 Arus Hadapan vs. Suhu Persekitaran (Rajah 2)

Lengkuk penurunan nilai ini menunjukkan bagaimana arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat. Ini adalah penting untuk reka bentuk pengurusan haba bagi memastikan suhu simpang tidak melebihi had selamat.

4.3 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Rajah 3)

Ini ialah lengkuk ciri I-V (arus-voltan) piawai. Ia menunjukkan hubungan eksponen, dengan voltan meningkat apabila arus meningkat. Lengkuk ini membolehkan pereka menentukan voltan pacuan yang diperlukan untuk arus operasi yang dikehendaki.

4.4 Keamatan Sinaran Relatif vs. Suhu Persekitaran (Rajah 4) & vs. Arus Hadapan (Rajah 5)

Rajah 4 menggambarkan pergantungan suhu output cahaya, biasanya menunjukkan penurunan kecekapan apabila suhu meningkat. Rajah 5 menunjukkan bagaimana output optik meningkat dengan arus hadapan, menonjolkan hubungan tidak linear, terutamanya pada arus yang lebih tinggi di mana kecekapan mungkin jatuh disebabkan pemanasan.

4.5 Gambarajah Sinaran (Rajah 6)

Plot kutub ini mewakili secara visual taburan ruang cahaya yang dipancarkan, mengesahkan sudut pandangan 40 darjah. Gambarajah menunjukkan keamatan relatif pada sudut yang berbeza dari paksi pusat (0°).

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

Pakej ini adalah gaya LED piawai dengan flens. Dimensi utama termasuk jarak kaki, yang diukur di mana kaki muncul dari badan pakej. Satu nota menyatakan bahawa penonjolan maksimum resin di bawah flens ialah 1.5mm. Pakej ini digambarkan sebagai "lutsinar jelas," yang optimum untuk pancaran IR. Kekutuban biasanya ditunjukkan oleh kaki yang lebih panjang sebagai anod (+) dan/atau titik rata pada pinggir pakej berhampiran kaki katod (-), walaupun penandaan khusus ini tidak terperinci dalam teks yang disediakan. Lukisan dimensi (dirujuk tetapi tidak disediakan dalam teks) akan menunjukkan panjang, lebar, dan ketinggian yang tepat.

Garis panduan utama yang disediakan ialah penarafan maksimum mutlak untuk pateri kaki: 260°C selama 5 saat, diukur 1.6mm (0.063") dari badan pakej. Ini adalah parameter kritikal untuk proses pateri gelombang atau pateri tangan. Melebihi ini boleh merosakkan lekatan die dalaman atau pakej epoksi. Untuk pateri alir semula, profil dengan suhu puncak di bawah 260°C dan masa di atas likuidus yang disesuaikan dengan pes pateri harus digunakan. Secara umum, dinasihatkan untuk mengelakkan tekanan mekanikal yang berlebihan pada kaki semasa pengendalian. Keadaan penyimpanan harus mematuhi julat yang ditentukan dari -55°C hingga +100°C dalam persekitaran kering untuk mengelakkan penyerapan lembapan.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

Pencahayaan Inframerah:

• Untuk kamera CCTV dalam keadaan cahaya rendah atau tiada cahaya.Sensor Optik:
• Sebagai sumber cahaya dalam sensor jarak, pengesanan objek, dan robot pengikut garisan.Alat Kawalan Jauh:
• Untuk menghantar isyarat berkod kepada televisyen, penghawa dingin, dan lain-lain.Pautan Data Perindustrian:
• Komunikasi optik ruang bebas jarak pendek dalam persekitaran elektrik yang bising.Sensor Biometrik:
• Sebagai sebahagian daripada sistem untuk pemantauan kadar denyutan jantung atau pengenalan cap jari.7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Had Arus:

• Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar untuk mengelakkan melebihi arus berterusan maksimum, terutamanya memandangkan Vyang rendah menjadikannya mudah untuk menarik arus berlebihan dari sumber voltan._FPenyingkiran Haba:
• Untuk operasi berterusan berhampiran arus maksimum, pertimbangkan laluan haba. Flens mungkin digunakan untuk pemasangan ke PCB dengan via haba atau penyejuk haba.Operasi Berdenyut:
• Untuk mencapai output puncak yang sangat tinggi (untuk jarak lebih jauh), gunakan spesifikasi mod berdenyut (2A puncak). Pastikan litar pemacu dapat menyampaikan denyutan arus tinggi yang pendek dan diperlukan.Reka Bentuk Optik:
• Pasangkan dengan kanta atau pemantul yang sesuai untuk meluruskan atau membentuk pancaran 40 darjah mengikut keperluan aplikasi. Pakej lutsinar adalah serasi dengan optik sekunder.Perlindungan ESD:
• Walaupun tidak dinyatakan secara jelas, LED IR boleh sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Melaksanakan langkah berjaga-jaga ESD piawai semasa pengendalian dan reka bentuk litar adalah disyorkan.8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED IR berkuasa rendah piawai, pembeza utama LTE-5228A ialah

keupayaan arus tingginya(100mA berterusan, 2A berdenyut) danvoltan hadapan yang agak rendah. Gabungan ini membolehkan output sinaran yang lebih tinggi tanpa peleraian kuasa yang lebih tinggi secara berkadar daripada susutan voltan yang berlebihan. Sudut pandangan lebar 40 darjah adalah lebih luas daripada beberapa pemancar IR fokus, menyediakan pencahayaan yang lebih seragam untuk liputan kawasan berbanding penandaan jarak jauh. Pakej lutsinar menawarkan kecekapan penghantaran yang lebih tinggi untuk cahaya 940nm berbanding pakej berwarna yang digunakan untuk LED boleh lihat.9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari pin mikropengawal 3.3V atau 5V?

J: Tidak. Voltan hadapan rendah (maks 1.6V pada 20mA) bermakna sambungan langsung berkemungkinan akan memusnahkan LED dan berpotensi merosakkan pin mikropengawal disebabkan arus berlebihan. Perintang had arus atau litar pemacu adalah wajib.

S: Apakah perbezaan antara Kejadian Sinaran Apertur dan Keamatan Sinaran?

J: Kejadian Sinaran Apertur (E

) ialah ketumpatan kuasa (mW/cm²) yang tiba di permukaan yang diletakkan dekat dan berserenjang dengan LED. Keamatan Sinaran (I_e) ialah kuasa yang dipancarkan per sudut pepejal (mW/sr), menerangkan arah semula jadi sumber. I_Elebih berguna untuk mengira pencahayaan pada jarak._ES: Bagaimana saya memilih BIN yang betul?

J: Pilih berdasarkan kepekaan sistem anda. Jika penerima anda memerlukan tahap isyarat minimum, pilih bin yang menjamin tahap tersebut pada arus operasi dan jarak anda. Bin yang lebih tinggi (C, D) menyediakan margin output yang lebih banyak.

S: Adakah penyejuk haba diperlukan?

J: Ia bergantung pada arus operasi dan suhu persekitaran. Pada arus berterusan maksimum (100mA) dan suhu persekitaran yang tinggi, peleraian kuasa (P = V

* I_F) menghampiri 160mW, yang melebihi peleraian kuasa maksimum mutlak 150mW. Oleh itu, untuk operasi berterusan kuasa penuh, pengurusan haba melalui kawasan kuprum PCB atau penyejuk haba adalah perlu. Untuk operasi berdenyut atau arus yang lebih rendah, ia mungkin tidak diperlukan._F10. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Mereka Bentuk Penggerak Sensor Gerakan Inframerah Pasif Jarak Jauh:

Sensor gerakan PIR selalunya mempunyai jarak yang terhad. Untuk melanjutkan jaraknya pada waktu malam, pencahaya IR boleh digunakan. Untuk aplikasi ini, LTE-5228A akan dipacu dalam mod berdenyut. Litar akan direka untuk menyampaikan denyutan 1A (dalam had maksimum 2A) pada kitar tugas rendah (contohnya, 1%) untuk mengekalkan kuasa purata rendah. Arus puncak tinggi ini akan menghasilkan output optik segera yang sangat tinggi, menerangi pemandangan pada jarak 20-30 meter dengan berkesan. Sudut lebar 40 darjah akan meliputi kawasan luas di hadapan sensor. Pakej lutsinar memastikan tenaga maksimum dipancarkan ke luar. Pereka akan memilih LED BIN D untuk jarak maksimum dan menggunakan lengkuk penurunan nilai untuk memastikan suhu peranti kekal stabil dalam sarung luar.11. Prinsip Operasi

LTE-5228A ialah diod simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi tenaga jurang jalurnya dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Komposisi bahan khusus (biasanya Aluminium Gallium Arsenide - AlGaAs) menentukan tenaga jurang jalur, yang sepadan dengan panjang gelombang inframerah 940 nm. Pakej epoksi lutsinar membungkus cip semikonduktor, memberikan perlindungan mekanikal, dan bertindak sebagai kanta untuk membentuk pancaran output. Output sinaran adalah berkadar terus dengan kadar penggabungan semula pembawa, yang dikawal oleh arus hadapan.

12. Trend Teknologi

Teknologi pemancar inframerah terus berkembang bersama-sama dengan teknologi LED boleh lihat. Trend termasuk:

Peningkatan Kecekapan:

Pembangunan bahan dan struktur semikonduktor baru (contohnya, telaga kuantum berbilang) untuk mengekstrak lebih banyak foton per unit kuasa input elektrik, mengurangkan penjanaan haba.Ketumpatan Kuasa Lebih Tinggi:

Penambahbaikan pembungkusan untuk mengendalikan arus pacuan yang lebih tinggi dan meleraikan haba dengan lebih berkesan, membolehkan peranti yang lebih kecil dengan output yang sama atau lebih besar.Penyelesaian Bersepadu:

Menggabungkan pemancar IR dengan pemacu IC, fotodiod, atau bahkan mikropengawal dalam satu modul untuk reka bentuk yang dipermudahkan dalam aplikasi sensor.Kepelbagaian Panjang Gelombang:

Walaupun 940nm adalah biasa (tidak kelihatan, baik untuk pengesan silikon), panjang gelombang lain seperti 850nm (cahaya merah sedikit kelihatan) atau 1050nm digunakan untuk aplikasi khusus seperti penjejakan mata atau penghantaran atmosfera yang lebih panjang.LTE-5228A mewakili komponen matang dan kebolehpercayaan tinggi dalam landskap ini, dioptimumkan untuk prestasi mantap dalam keadaan yang menuntut berbanding kecekapan paling canggih mutlak.

The LTE-5228A represents a mature, high-reliability component in this landscape, optimized for robust performance in demanding conditions rather than the absolute cutting edge of efficiency.