Lembaran Data Pemancar Inframerah LTE-3226 - Pakej 5.0mm - Panjang Gelombang 850nm - Voltan Hadapan 1.6V - Penyerakan Kuasa 120mW - Dokumentasi Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTE-3226 ialah pemancar inframerah (IR) berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan masa tindak balas pantas dan keluaran optik yang ketara. Kelebihan terasnya termasuk operasi berkelajuan tinggi, keluaran kuasa sinaran tinggi, kesesuaian untuk skim pemanduan berdenyut, dan pakej lutsinar yang memudahkan penjajaran optik yang tepat. Peranti ini biasanya disasarkan kepada pasaran yang melibatkan sistem kawalan jauh, suis optik, sensor perindustrian, dan pautan komunikasi data jarak pendek di mana isyarat inframerah yang boleh dipercayai adalah penting.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi pada atau berhampiran had ini tidak disyorkan untuk tempoh yang berpanjangan.

• Penyerakan Kuasa (P_D):120 mW. Ini ialah jumlah kuasa maksimum yang boleh diserakkan oleh peranti sebagai haba di bawah sebarang keadaan operasi pada suhu ambien (T_A) 25°C.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):1 A. Arus tinggi ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut tertentu: lebar denyut 10 µs dan kadar ulangan denyut tidak melebihi 300 denyut sesaat (pps). Penarafan ini adalah penting untuk aplikasi seperti isyarat kecerahan tinggi, jangka masa pendek.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):60 mA. Ini ialah arus DC maksimum yang boleh dikenakan secara berterusan pada peranti.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Melebihi voltan ini dalam arah songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-40°C hingga +85°C. Julat luas ini memastikan kebolehpercayaan dalam keadaan persekitaran yang sukar.
• Suhu Pateri Kaki:260°C selama 6 saat, diukur 1.6mm dari badan pakej. Ini mentakrifkan toleransi profil haba untuk proses pemasangan.

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Parameter ini diukur pada T_A=25°C dan mentakrifkan prestasi tipikal peranti di bawah keadaan ujian yang ditentukan.

• Keamatan Sinaran (I_e):Parameter keluaran optik utama. Nilai tipikal ialah 26 mW/sr pada I_F=20mA dan 65 mW/sr pada I_F=50mA. Peningkatan ketara dengan arus menyerlahkan keupayaan peranti untuk keluaran kuasa tinggi.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):850 nm (tipikal). Ini meletakkan peranti dalam spektrum inframerah dekat, yang sesuai untuk pengesan foto silikon dan kurang kelihatan kepada mata manusia berbanding panjang gelombang yang lebih pendek.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):40 nm (tipikal). Ini menunjukkan lebar jalur spektrum cahaya yang dipancarkan.
• Voltan Hadapan (V_F):1.6 V (tipikal), dengan maksimum 2.0 V pada I_F=50mA. Voltan rendah ini bermanfaat untuk reka bentuk litar kuasa rendah.
• Arus Songsang (I_R):100 µA (maksimum) pada V_R=5V.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):25 darjah (tipikal). Ini ialah sudut penuh di mana keamatan sinaran jatuh kepada separuh daripada nilai puncaknya, mentakrifkan penyebaran sudut pancaran.

3. Analisis Lengkuk Prestasi

Lembaran data menyediakan beberapa perwakilan grafik tingkah laku peranti, yang penting untuk pengoptimuman reka bentuk.

3.1 Taburan Spektrum (Rajah 1)

Lengkuk ini menunjukkan keamatan sinaran relatif sebagai fungsi panjang gelombang, berpusat di sekitar puncak 850nm dengan separuh lebar ciri 40nm. Ia mengesahkan peranti memancar dalam jalur inframerah yang dimaksudkan.

3.2 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Rajah 3)

Lengkuk IV ini menggambarkan hubungan tak linear antara arus dan voltan. V_Ftipikal 1.6V pada 50mA boleh dilihat. Pereka bentuk menggunakan ini untuk mengira nilai perintang siri dan penyerakan kuasa dalam LED.

3.3 Keamatan Sinaran Relatif vs. Arus Hadapan (Rajah 5)

Graf ini menunjukkan peningkatan super-linear dalam keluaran optik dengan arus pemacu, yang membenarkan penggunaan operasi arus tinggi berdenyut (sehingga penarafan puncak 1A) untuk mencapai kecerahan serta-merta yang sangat tinggi.

3.4 Keamatan Sinaran Relatif vs. Suhu Ambien (Rajah 4)

Lengkuk ini menunjukkan pekali suhu negatif keluaran optik. Apabila suhu ambien meningkat, keamatan sinaran berkurangan. Ini mesti diambil kira dalam reka bentuk yang beroperasi di seluruh julat suhu untuk memastikan kekuatan isyarat yang konsisten.

3.5 Gambar Rajah Sinaran (Rajah 6)

Plot kutub ini mewakili secara visual sudut pandangan 25 darjah, menunjukkan taburan ruang cahaya inframerah yang dipancarkan. Ia penting untuk mereka bentuk kanta, pemantul, dan menjajarkan pemancar dengan pengesan.

4. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

4.1 Dimensi Pakej

LTE-3226 hadir dalam pakej berkaki jejari standard 5.0mm dengan kanta lutsinar. Nota dimensi utama termasuk: semua dimensi dalam milimeter, dengan toleransi umum ±0.25mm; penonjolan resin maksimum di bawah flen ialah 1.5mm; dan jarak kaki diukur pada titik di mana kaki keluar dari badan pakej.

4.2 Pengenalpastian Polarity

Peranti mempunyai sisi rata pada badan pakej, yang biasanya menunjukkan kaki katod (negatif). Kaki yang lebih panjang biasanya ialah anod (positif). Sentiasa sahkan polarity sebelum sambungan untuk mengelakkan kerosakan bias songsang.

5. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

Pematuhan kepada spesifikasi pateri adalah penting untuk kebolehpercayaan. Penarafan maksimum mutlak menyatakan bahawa kaki boleh dikenakan 260°C selama 6 saat apabila diukur 1.6mm dari badan pakej. Ini membayangkan bahawa semasa pateri gelombang atau tangan, masa pendedahan haba harus diminimumkan. Untuk pateri alir semula, profil dengan suhu puncak di bawah 260°C adalah disyorkan untuk kekal dalam had ini. Pendedahan berpanjangan kepada suhu tinggi boleh merosakkan epoksi dalaman dan bahan semikonduktor.

6. Cadangan Aplikasi

6.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Kawalan Jauh Inframerah:Kelajuan dan kuasa tinggi menjadikannya sesuai untuk menghantar denyut data berkod.
• Suis & Sensor Optik:Digunakan dalam pengesanan objek, pengiraan, dan penderiaan kedudukan apabila dipasangkan dengan pengesan foto.
• Pautan Data Perindustrian:Untuk komunikasi bersiri jarak pendek, kebal bunyi dalam persekitaran elektrik yang bising.
• Sistem Keselamatan:Sebagai sumber pencahayaan tidak kelihatan untuk kamera sensitif IR.

6.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus:Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar untuk menghadkan arus hadapan ke tahap yang dikehendaki (contohnya, 20mA, 50mA, atau berdenyut 1A), jangan sekali-kali menyambung terus ke sumber voltan.
• Pengurusan Haba:Walaupun pakej boleh menyerakkan 120mW, beroperasi pada arus berterusan tinggi atau dalam suhu ambien tinggi mungkin memerlukan pertimbangan persekitaran terma untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 25 darjah dan pakej lutsinar membolehkan gandingan mudah dengan kanta atau paip cahaya untuk membentuk pancaran untuk aplikasi tertentu.
• Perlindungan Litar:Pertimbangkan untuk menambah diod perlindungan bias songsang secara selari jika litar mendedahkan LED kepada voltan songsang berpotensi melebihi 5V.

7. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED IR kuasa rendah standard, pembeza utama LTE-3226 ialahkeupayaan berkelajuan tinggidankeluaran kuasa tinggi, terutamanya di bawah keadaan berdenyut. Penarafan arus puncak 1A adalah jauh lebih tinggi daripada LED IR penunjuk tipikal. Pakej lutsinar, berbanding dengan pakej tersebar atau berwarna, menyediakan pancaran yang lebih terarah dan cekap, yang menguntungkan untuk aplikasi fokus. Panjang gelombang 850nmnya adalah piawaian biasa, memastikan keserasian luas dengan pengesan foto dan penerima silikon.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memandu LED ini dengan pin mikropengawal 5V secara langsung?

J: Tidak. Pin mikropengawal tipikal tidak boleh membekalkan 50-60mA secara berterusan, dan LED memerlukan had arus. Anda mesti menggunakan suis transistor (contohnya, BJT atau MOSFET) yang dipandu oleh pin MCU, dengan perintang siri untuk menetapkan arus LED berdasarkan voltan bekalan dan V_F.

S: Apakah perbezaan antara Keamatan Sinaran (mW/sr) dan Kejadian Sinaran Apertur (mW/cm²)?

J: Keamatan Sinaran mengukur kuasa optik per sudut pepejal (steradian), menerangkan betapa pekatnya pancaran. Kejadian Sinaran Apertur mengukur ketumpatan kuasa yang tiba di kawasan permukaan tertentu (cm²) pada jarak tertentu. Yang terakhir lebih berguna secara langsung untuk mengira tahap isyarat pada pengesan dengan kawasan yang diketahui.

S: Bagaimanakah sudut pandangan 25 darjah mempengaruhi reka bentuk saya?

J: Ia mentakrifkan penyebaran pancaran. Untuk aplikasi jarak jauh atau pancaran sempit, anda mungkin memerlukan kanta pelurus. Untuk liputan yang lebih luas, sudut asli mungkin mencukupi, atau penyebar mungkin digunakan.

9. Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario: Mereka Bentuk Suar Inframerah Jarak Jauh.

Matlamat: Memaksimumkan jarak pengesanan untuk suar berdenyut.

Pendekatan Reka Bentuk:

1. Litar Pemandu:Gunakan suis MOSFET yang dikawal oleh IC pemasa untuk mendenyutkan LED pada penarafan maksimumnya: denyut 1A dengan lebar 10µs dan kitar tugas rendah (contohnya, <0.3% pada 300pps). Ini memberikan kuasa optik puncak yang jauh melebihi operasi DC.

2. Penetapan Arus:Kira perintang siri: R = (V_bekalan- V_F) / I_FP. Untuk bekalan 5V dan V_F~1.8V pada arus tinggi, R = (5 - 1.8) / 1 = 3.2Ω. Gunakan perintang 3.3Ω, watt tinggi.

3. Optik:Pasangkan LED dengan kanta pelurus kecil untuk mengurangkan sudut pancaran berkesan dari 25 darjah kepada mungkin 5-10 darjah, memusatkan kuasa yang dipancarkan ke dalam pancaran yang lebih sempit untuk meningkatkan keamatan pada jarak.

4. Semakan Terma:Kira kuasa purata: P_purata= V_F* I_FP* kitar tugas. Dengan kitar tugas 0.3%, P_purata≈ 1.8V * 1A * 0.003 = 5.4mW, berada dalam had penyerakan 120mW, memastikan tiada kepanasan berlebihan.

10. Pengenalan Prinsip Operasi

LTE-3226 ialah diod pemancar cahaya (LED). Operasinya berdasarkan elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi potensi terbina dalam simpang (lebih kurang 1.6V untuk bahan ini) dikenakan, elektron dari rantau-n dan lubang dari rantau-p disuntik ke dalam rantau aktif. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Bahan semikonduktor khusus yang digunakan (biasanya aluminium gallium arsenide - AlGaAs) menentukan panjang gelombang foton yang dipancarkan, yang dalam kes ini berada dalam julat inframerah 850nm. Pakej epoksi lutsinar bertindak sebagai kanta, membentuk pancaran keluaran.

11. Trend Teknologi

Dalam bidang pemancar inframerah, trend umum termasuk:

Kecekapan Meningkat:Pembangunan bahan dan struktur untuk menghasilkan lebih banyak kuasa optik (lumen atau fluks sinaran) per unit kuasa input elektrik (watt), mengurangkan penjanaan haba dan penggunaan tenaga.

Kelajuan Lebih Tinggi:Pengoptimuman untuk kadar modulasi lebih pantas untuk menyokong kelajuan penghantaran data yang lebih tinggi dalam aplikasi komunikasi optik.

Pengecilan:Beralih ke pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) untuk pemasangan automatik dan faktor bentuk yang lebih kecil, walaupun pakej berkaki jejari seperti 5mm kekal popular untuk prototaip dan aplikasi kuasa tinggi/warisan tertentu.

Kepelbagaian Panjang Gelombang:Walaupun 850nm dan 940nm adalah piawaian, panjang gelombang lain sedang dibangunkan untuk aplikasi penderiaan khusus (contohnya, penderiaan gas, pemantauan bioperubatan). LTE-3226, sebagai peranti 850nm, kekal sebagai komponen arus perdana kerana keserasiannya dengan pengesan silikon.