Dokumen Teknikal LTL-E7939Q2K - Lampu LED Inframerah Pemasangan Lubang Lalu - Panjang Gelombang 850nm - Keamatan Sinaran 20mW/sr

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk diod pemancar cahaya (LED) inframerah (IR) berprestasi tinggi yang dipasang melalui lubang lalu. Peranti ini direka untuk aplikasi yang memerlukan sumber cahaya inframerah yang boleh dipercayai dan berkuasa pada panjang gelombang tipikal 850 nanometer. Ia mempunyai kanta lutsinar air dan dibina menggunakan teknologi semikonduktor AlGaAs (Aluminium Gallium Arsenida), yang sangat sesuai untuk pancaran inframerah yang cekap. Produk ini mematuhi arahan RoHS, menunjukkan ia bebas daripada bahan berbahaya seperti plumbum (Pb). Kelebihan terasnya termasuk operasi berkelajuan tinggi, keluaran kuasa sinaran tinggi, dan keserasian dengan litar bersepadu piawai kerana keperluan arusnya yang rendah. Ia bertujuan untuk pemasangan serba boleh pada papan litar bercetak (PCB) atau panel dalam pelbagai sektor peralatan elektronik.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had operasi peranti ditakrifkan pada suhu ambien (Ta) 25°C. Melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Pelesapan Kuasa:Maksimum 120 mW.
• Arus Hadapan Puncak:Maksimum 1 A di bawah keadaan berdenyut (300 denyutan sesaat, lebar denyut 10 μs).
• Arus Hadapan DC:Maksimum 60 mA untuk operasi berterusan.
• Voltan Songsang:Maksimum 5 V. Menggunakan voltan songsang yang lebih tinggi boleh merosakkan simpang LED.
• Julat Suhu Operasi:-30°C hingga +85°C.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +100°C.
• Suhu Pateri Kaki:260°C untuk maksimum 5 saat, diukur 2.0mm dari badan LED.

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Parameter ini dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C dan mewakili prestasi tipikal peranti.

• Keamatan Sinaran (Ie):Minimum 20.0 mW/sr apabila didorong pada arus hadapan (IF) 20mA. Nilai sebenar harus dipertimbangkan dengan toleransi ±15%. Kod pengelasan khusus ditanda pada beg pembungkusan produk.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Biasanya 25 darjah, dengan minimum 18 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan sinaran jatuh kepada separuh daripada nilai puncak paksi.
• Panjang Gelombang Puncak (λP):Biasanya 850 nm, meletakkannya dalam spektrum inframerah dekat.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Biasanya 40 nm. Ini mentakrifkan lebar jalur spektrum cahaya yang dipancarkan.
• Voltan Hadapan (VF):Biasanya 1.3V, dengan maksimum 1.65V pada IF = 20mA.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA apabila voltan songsang (VR) 5V digunakan.

3. Analisis Lengkuk Prestasi

Lembaran data termasuk beberapa lengkuk ciri tipikal yang memberikan pandangan lebih mendalam tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan. Ini sangat berharga untuk reka bentuk litar dan pengurusan haba.

3.1 Spektrum

Lengkuk taburan spektrum menunjukkan keamatan cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza, berpusat di sekitar puncak 850nm. Separuh lebar 40nm menunjukkan penyebaran pancaran.

3.2 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan

Lengkuk IV ini menggambarkan hubungan antara voltan merentasi LED dan arus yang mengalir melaluinya. Ia adalah tidak linear, tipikal untuk diod. Pereka menggunakannya untuk menentukan voltan pemacu yang diperlukan untuk arus operasi sasaran.

3.3 Kuasa Sinaran Relatif vs. Arus DC Hadapan

Lengkuk ini menunjukkan bagaimana kuasa keluaran cahaya meningkat dengan peningkatan arus pemacu DC. Ia membantu dalam memilih titik operasi yang sesuai untuk mencapai kecerahan yang dikehendaki sambil menguruskan pelesapan kuasa.

3.4 Kuasa Sinaran Relatif vs. Arus Puncak

Untuk operasi berdenyut, lengkuk ini menunjukkan hubungan antara arus puncak dalam denyut dan kuasa sinaran keluaran yang terhasil, yang penting untuk aplikasi seperti penghantaran data inframerah.

3.5 Kuasa Sinaran Relatif vs. Suhu

Ini adalah lengkuk prestasi terma yang kritikal. Ia menunjukkan bagaimana keluaran cahaya berkurangan apabila suhu ambien (atau simpang) meningkat. Memahami penurunan nilai ini adalah penting untuk mereka bentuk sistem yang mengekalkan prestasi yang konsisten sepanjang julat suhu yang ditetapkan.

3.6 Arah Tuju

Lengkuk corak arah tuju atau sinaran mewakili sudut pandangan secara visual, menunjukkan bagaimana keamatan diagihkan secara spatial di sekitar paksi pusat LED.

4. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

4.1 Dimensi Pakej

Peranti ini adalah pakej LED lubang lalu piawai. Nota dimensi utama termasuk:

• Semua dimensi adalah dalam milimeter (inci diberikan dalam kurungan).
• Toleransi umum ±0.25mm (±0.010") terpakai melainkan dinyatakan sebaliknya.
• Penonjolan maksimum resin di bawah flens adalah 1.0mm (0.04").
• Jarak kaki diukur pada titik di mana kaki muncul dari badan pakej.

Lukisan dimensi khusus dirujuk dalam lembaran data, memperincikan diameter badan, panjang kaki, dan jarak.

4.2 Pengenalpastian Kutub

Untuk LED lubang lalu, kutub biasanya ditunjukkan oleh panjang kaki (kaki yang lebih panjang biasanya adalah anod) atau oleh titik rata pada pinggir kanta LED. Lukisan mekanikal lembaran data akan menentukan kaedah pengenalpastian yang tepat.

5. Panduan Pateri & Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah penting untuk memastikan kebolehpercayaan dan mencegah kerosakan.

5.1 Pembentukan Kaki

• Lenturan mesti dilakukan pada titik sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal kanta LED.
• Pangkal rangka kaki tidak boleh digunakan sebagai fulkrum semasa lenturan.
• Pembentukan kaki harus dilakukan pada suhu bilik biasa dansebelumproses pateri.
• Semasa pemasukan PCB, gunakan daya cengkaman minimum yang diperlukan untuk mengelakkan tekanan mekanikal yang berlebihan pada badan LED.

5.2 Proses Pateri

• Kekalkan jarak minimum 2mm dari pangkal kanta ke titik pateri.
• Elakkan merendam kanta ke dalam pateri.
• Jangan gunakan tekanan luaran pada kaki semasa LED berada pada suhu tinggi daripada pateri.

Keadaan Pateri Disyorkan:

• Besi Pateri:Suhu maksimum 350°C, untuk masa maksimum 3 saat (pateri satu kali sahaja).
• Pateri Gelombang:
  • Pra-panas: Maksimum 100°C sehingga 60 saat.
  • Gelombang Pateri: Maksimum 260°C sehingga 5 saat.

Nota Penting:Suhu atau masa pateri yang berlebihan boleh mengubah bentuk kanta atau menyebabkan kegagalan LED yang teruk. Pateri aliran balik inframerah (IR) adalahtidaksesuai untuk LED jenis lubang lalu ini.

5.3 Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan, gunakan pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol.

5.4 Penyimpanan

Untuk jangka hayat rak yang optimum:

• Persekitaran penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C dan 70% kelembapan relatif.
• LED yang dikeluarkan daripada pembungkusan pelindung asalnya harus digunakan dalam tempoh tiga bulan.
• Untuk penyimpanan lanjutan di luar pembungkusan asal, simpan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam pengering yang disucikan nitrogen.

6. Kaedah Pemacu & Reka Bentuk Litar

LED adalah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan keluaran cahaya yang konsisten, terutamanya apabila memacu berbilang LED, pengawalan arus yang betul adalah penting.

• Litar Disyorkan (Litar A):Gabungkan perintang pembatas arus secara bersiri dengansetiapLED. Ini adalah kaedah yang lebih disukai kerana ia mengimbangi variasi kecil dalam ciri voltan hadapan (Vf) antara LED individu, memastikan kecerahan seragam merentasi semua peranti dalam tatasusunan.
• Litar Tidak Disyorkan (Litar B):Menyambungkan berbilang LED secara langsung selari dengan satu perintang pembatas arus kongsi tidak digalakkan. Disebabkan variasi semula jadi dalam lengkuk I-V setiap LED, arus (dan seterusnya kecerahan) tidak akan diagihkan secara sama rata, menyebabkan sesetengah LED lebih cerah daripada yang lain.

7. Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

Komponen ini sensitif kepada nyahcas elektrostatik. ESD boleh menyebabkan kerosakan serta-merta atau laten, yang muncul sebagai arus bocor songsang tinggi, voltan hadapan rendah luar biasa, atau kegagalan untuk menyala pada arus rendah.

Langkah Pencegahan:

• Kakitangan harus memakai gelang pergelangan tangan konduktif atau sarung tangan anti-statik apabila mengendalikan LED.
• Semua peralatan, stesen kerja, dan mesin mesti dibumikan dengan betul.
• Gunakan pengion untuk meneutralkan cas statik yang mungkin terkumpul pada permukaan kanta plastik disebabkan geseran pengendalian.

Pengesahan untuk Kerosakan ESD:Periksa LED yang disyaki dengan menguji penyalaan dan mengukur voltan hadapan (Vf) pada arus ujian rendah.

8. Maklumat Pembungkusan & Pesanan

8.1 Spesifikasi Pembungkusan

Produk dibekalkan dalam sistem pembungkusan berbilang peringkat:

• Unit Asas:1,000 keping setiap beg pembungkusan anti-statik.
• Karton Dalam:Mengandungi 6 beg pembungkusan, jumlah 6,000 keping.
• Karton Luar:Mengandungi 8 karton dalam, jumlah 48,000 keping.

8.2 Struktur Nombor Bahagian

Nombor bahagian LTL-E7939Q2K mengekod atribut utama:

• LTL:Pengenal keluarga produk.
• E7939:Model/siri peranti khusus.
• Q2K:Kemungkinan menandakan pengelasan khusus untuk keamatan sinaran dan/atau sudut pandangan mengikut kod pengelasan yang ditanda pada beg (contohnya, keamatan dalam julat min 18-21.5 mW/sr, sudut pandangan tip 20-29 deg).

9. Cadangan Aplikasi & Pertimbangan Reka Bentuk

9.1 Senario Aplikasi Tipikal

LED IR 850nm berkuasa tinggi ini sesuai untuk pelbagai aplikasi termasuk, tetapi tidak terhad kepada:

• Pencahayaan Inframerah:Untuk kamera keselamatan, sistem penglihatan malam, dan penglihatan mesin dalam keadaan cahaya rendah.
• Penderiaan Optik:Penderia jarak, pengesanan objek, dan robot pengikut garisan.
• Penghantaran Data:Pautan data inframerah (IrDA), alat kawalan jauh (di mana kuasa tinggi melanjutkan julat), dan penyepadu optik.
• Automasi Perindustrian:Penderiaan kedudukan, pengiraan, dan penderia pancaran putus.

9.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pengurusan Haba:Walaupun peranti boleh mengendalikan 120mW, beroperasi pada atau berhampiran arus DC maksimum (60mA) akan menghasilkan haba. Pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi atau penyejukan haba jika digunakan dalam persekitaran suhu ambien tinggi untuk mencegah degradasi prestasi dan melanjutkan jangka hayat.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan tipikal 25 darjah memberikan pancaran yang agak fokus. Untuk liputan yang lebih luas, optik sekunder (penyebar) mungkin diperlukan. Untuk julat yang lebih panjang, kanta boleh digunakan untuk meluruskan pancaran.
• Litar Pemacu:Sentiasa gunakan pemacu arus malar atau perintang bersiri. Kira nilai perintang berdasarkan voltan bekalan (Vs), voltan hadapan tipikal LED (Vf), dan arus operasi yang dikehendaki (If): R = (Vs - Vf) / If. Ambil kira toleransi Vf dan variasi voltan bekalan.
• Perlindungan ESD dalam Litar:Dalam persekitaran yang terdedah kepada ESD, pertimbangkan untuk menambah diod penindasan voltan sementara (TVS) atau komponen perlindungan lain pada talian yang disambungkan ke LED.

10. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED boleh lihat piawai atau LED IR berkuasa rendah, peranti ini menawarkan kelebihan yang berbeza:

• Keamatan Sinaran Tinggi:Minimum 20 mW/sr memberikan kekuatan isyarat yang kuat untuk penderiaan dan pencahayaan, membolehkan jarak operasi yang lebih panjang atau keperluan kepekaan penerima yang lebih rendah.
• Keupayaan Berkelajuan Tinggi:Keupayaan untuk mengendalikan arus puncak 1A dalam denyutan pendek (10μs) menjadikannya sesuai untuk aplikasi penghantaran data termodulat.
• Pematuhan RoHS:Memenuhi peraturan alam sekitar moden untuk pembuatan bebas plumbum.
• Kebolehpercayaan Lubang Lalu:Pakej lubang lalu menawarkan lampiran mekanikal yang kukuh dan konduksi haba yang sangat baik ke PCB berbanding dengan beberapa alternatif pemasangan permukaan, yang bermanfaat untuk operasi berkuasa tinggi.

11. Soalan Lazim (FAQ)

11.1 Apakah perbezaan antara keamatan sinaran (mW/sr) dan keamatan bercahaya (mcd)?

Keamatan sinaran mengukur kuasa optik sebenar yang dipancarkan per sudut pepejal (steradian), bebas daripada kepekaan mata manusia. Ia digunakan untuk peranti inframerah dan ultraungu. Keamatan bercahaya ditimbang oleh respons fotopik (disesuaikan cahaya siang) mata manusia dan diukur dalam candela (cd) atau millicandela (mcd). Ia hanya bermakna untuk cahaya boleh lihat. LED IR ini ditentukan dengan betul dalam mW/sr.

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

No.Pin mikropengawal mempunyai keupayaan sumber/sinki arus yang terhad (biasanya 20-50mA maks) dan tidak direka untuk pemacu arus malar. Menyambungkan LED secara langsung mungkin akan membebani pin, merosakkan mikropengawal, dan memberikan arus yang tidak terkawal kepada LED. Sentiasa gunakan litar pemacu dengan perintang bersiri atau IC pemacu LED khusus.

11.3 Mengapa terdapat toleransi ±15% pada keamatan sinaran?

Ini adalah variasi normal yang wujud dalam proses pembuatan semikonduktor. LED dikelaskan (disusun) berdasarkan keamatan yang diukur. "Kod pengelasan" khusus pada beg pembungkusan menunjukkan ke dalam kelas keamatan mana LED tergolong, membolehkan pereka memilih bahagian dengan prestasi yang konsisten untuk aplikasi mereka.

11.4 Adakah penapis IR diperlukan untuk penerima?

Dalam banyak aplikasi, ya. Menggunakan penapis jalur lebar 850nm pada penerima (fotodiod atau penderia) boleh meningkatkan nisbah isyarat-ke-bunyi dengan ketara dengan menyekat cahaya boleh lihat ambien dan sumber IR lain yang tidak diingini (seperti cahaya matahari atau mentol pijar), menjadikan sistem lebih boleh dipercayai, terutamanya dalam keadaan siang hari.

12. Contoh Aplikasi Praktikal

Kes Reka Bentuk: Penderia Jarak IR Mudah

Objektif:Mengesan objek dalam 10cm.

Reka Bentuk: 1. Litar Pemancar:Pacu LED LTL-E7939Q2K dengan arus malar 20mA. Menggunakan bekalan 5V dan Vf tipikal 1.3V, kira perintang bersiri: R = (5V - 1.3V) / 0.020A = 185 Ohm. Gunakan perintang piawai 180 atau 200 Ohm. 2.Litar Penerima:Letakkan fototransistor silikon atau fotodiod sensitif kepada cahaya 850nm beberapa sentimeter dari LED, diselaraskan pada paksi yang sama. Gunakan fotodiod bias songsang dengan penguat transimpedans atau fototransistor dalam konfigurasi suis mudah. 3.Operasi:LED memancarkan cahaya IR secara berterusan. Apabila objek memasuki zon pengesanan, ia memantulkan sebahagian cahaya ini kembali ke penerima. Isyarat keluaran penerima meningkat, yang boleh dibaca oleh pembanding atau ADC mikropengawal untuk mencetuskan tindakan. 4.Pertimbangan:Lindungi penerima daripada pendedahan langsung kepada pemancar untuk mengelakkan tepu. Gunakan cahaya termodulat (mendenyutkan LED) dan litar pengesanan segerak dalam penerima untuk menjadikan sistem kebal terhadap turun naik cahaya ambien.

13. Prinsip Operasi

Peranti ini adalah diod pemancar cahaya berdasarkan simpang semikonduktor AlGaAs. Apabila voltan hadapan melebihi ambang simpang (kira-kira 1.3V) digunakan, elektron dan lubang disuntik merentasi simpang. Penggabungan semula mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus bahan semikonduktor Aluminium Gallium Arsenida (AlGaAs) menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung sepadan dengan panjang gelombang foton yang dipancarkan—dalam kes ini, kira-kira 850nm, yang berada dalam kawasan inframerah dekat spektrum elektromagnet, tidak kelihatan oleh mata manusia.

14. Trend Teknologi

Teknologi LED inframerah terus berkembang. Trend umum dalam industri termasuk:

• Kecekapan Meningkat:Pembangunan bahan semikonduktor baru dan struktur epitaksial (seperti telaga kuantum berbilang) untuk mencapai kecekapan dinding-soket yang lebih tinggi (lebih banyak keluaran cahaya per watt elektrik input), mengurangkan penjanaan haba dan penggunaan kuasa.
• Ketumpatan Kuasa Lebih Tinggi:Kemajuan dalam pembungkusan dan pengurusan haba membolehkan peranti yang lebih kecil mengendalikan arus pemacu yang lebih tinggi, membolehkan sistem pencahayaan IR yang lebih padat dan berkuasa.
• Kepelbagaian Panjang Gelombang:Walaupun 850nm dan 940nm adalah biasa, terdapat pembangunan untuk aplikasi khusus, seperti 810nm untuk terapi perubatan atau panjang gelombang khusus yang dioptimumkan untuk kepekaan penderia tertentu.
• Integrasi:Trend ke arah mengintegrasikan litar pemacu LED, komponen perlindungan, dan kadangkala penderia ke dalam modul yang lebih padat atau penyelesaian sistem-dalam-pakej (SiP) untuk memudahkan reka bentuk pengguna akhir.

Trend ini bertujuan untuk menyediakan penyelesaian yang lebih boleh dipercayai, cekap, dan khusus aplikasi untuk pasaran yang semakin berkembang dalam penglihatan mesin, penderiaan biometrik, LiDAR, dan komunikasi optik.