Spesifikasi Teknikal LED SMD BR15-22C/L586/R/TR8 - Pakej 3.2x1.6x1.1mm - Voltan 1.3-2.6V - Kuasa 100-125mW - Inframerah 905nm & Merah 660nm

1. Gambaran Keseluruhan Produk

BR15-22C/L586/R/TR8 ialah Peranti Permukaan-Pasang (SMD) LED pemancar dwi yang menggabungkan kedua-dua diod pemancar cahaya inframerah (IR) dan merah dalam satu pakej rata pandangan atas miniatur tunggal. Peranti ini disalut dalam plastik jernih-air, membolehkan penghantaran cahaya yang cekap. Ciri reka bentuk utamanya ialah output spektrumnya, yang dipadankan khusus dengan kepekaan fotodiod dan fototransistor silikon, menjadikannya sumber yang ideal untuk sistem penderiaan dan pengesanan optik.

Kelebihan teras komponen ini termasuk voltan hadapan yang rendah, yang menyumbang kepada kecekapan tenaga yang lebih tinggi dalam reka bentuk litar. Ia dikilangkan tanpa plumbum (bebas Pb) dan mematuhi peraturan alam sekitar utama termasuk RoHS, EU REACH, dan piawaian bebas halogen (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm), memastikan kesesuaiannya untuk pembuatan elektronik moden yang peka alam sekitar.

Pasaran sasaran utama dan aplikasi ialah sistem gunaan inframerah, seperti penderia jarak, pengesanan objek, penyelaras, dan antara muka optoelektronik lain di mana pancaran cahaya yang boleh dipercayai dan dipadankan adalah kritikal.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah keadaan ini tidak dijamin.

• Arus Hadapan Berterusan (IF): 50 mA untuk kedua-dua cip IR dan Merah.
• Voltan Songsang (VR): 5 V. Melebihi ini boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Suhu Operasi (Topr): -40°C hingga +85°C. Ini mentakrifkan julat suhu ambien untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Suhu Penyimpanan (Tstg): -40°C hingga +100°C.
• Suhu Paterian (Tsol): 260°C untuk maksimum 5 saat, kritikal untuk proses pemasangan refluks.
• Pelesapan Kuasa (Pc): 100 mW untuk pemancar IR dan 125 mW untuk pemancar Merah pada atau di bawah suhu udara bebas 25°C. Parameter ini adalah penting untuk reka bentuk pengurusan haba.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada Ta=25°C, memberikan tingkah laku yang dijangkakan di bawah keadaan operasi normal.

• Keamatan Sinaran (IE): Untuk pemancar IR (BR), nilai tipikal ialah 0.50 mW/sr pada IF=20mA. Untuk pemancar Merah, ia ialah 1.50 mW/sr pada arus yang sama. Ini mengukur kuasa optik yang dipancarkan per sudut pepejal.
• Panjang Gelombang Puncak (λp): Pemancar IR memuncak pada 905 nm, manakala pemancar Merah memuncak pada 660 nm. Ini mentakrifkan warna dominan cahaya yang dipancarkan.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ): Kira-kira 30 nm untuk kedua-dua pemancar, menunjukkan penyebaran panjang gelombang di sekitar puncak.
• Voltan Hadapan (VF): Cip IR mempunyai VF tipikal 1.30V (maks 1.80V), dan cip Merah mempunyai VF tipikal 1.80V (maks 2.60V) pada IF=20mA. VF rendah adalah ciri utama untuk kecekapan kuasa.
• Arus Songsang (IR): Maksimum 10 µA pada VR=5V untuk kedua-dua cip, menunjukkan arus bocor dalam keadaan mati.
• Sudut Pandangan (2θ1/2): 140 darjah. Sudut pandangan lebar ini adalah ciri pakej pandangan atas tanpa kanta, memberikan pancaran yang luas.

3. Analisis Lengkung Prestasi

3.1 Ciri-ciri Pemancar Inframerah (905nm)

Graf yang disediakan menggambarkan hubungan antara parameter utama untuk cip IR. LengkungKeamatan Sinaran vs. Arus Hadapanmenunjukkan peningkatan output optik yang hampir linear dengan arus sehingga penarafan maksimum. LengkungArus Hadapan vs. Voltan Hadapanmenunjukkan hubungan IV eksponen diod, penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus. GrafTaburan Spektrummengesahkan puncak pada 905nm dengan lebar jalur yang ditakrifkan. LengkungArus Hadapan vs. Suhu Ambienadalah penting untuk memahami keperluan penurunan nilai; apabila suhu meningkat, arus berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan untuk mengelakkan pemanasan berlebihan.

3.2 Ciri-ciri Pemancar Merah (660nm)

Lengkung serupa disediakan untuk pemancar merah. Perlu diingat, keamatan sinaran adalah lebih tinggi untuk arus tertentu berbanding pemancar IR. Graf spektrum menunjukkan puncak tajam pada 660nm dalam spektrum merah boleh lihat. Ciri-ciri elektrik (lengkung IV) mengikut hukum diod yang sama tetapi dengan voltan hadapan tipikal yang lebih tinggi.

3.3 Ciri-ciri Sudut

Graf bertajukArus Cahaya Relatif vs. Anjakan Sudutdirujuk. Lengkung ini adalah penting untuk reka bentuk aplikasi, menunjukkan bagaimana keamatan yang dilihat oleh pengesan berubah dengan sudut antara LED dan pengesan. Sudut pandangan 140 darjah ditakrifkan sebagai sudut di mana keamatan jatuh kepada separuh daripada nilai pada paksi.

4. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

4.1 Dimensi Pakej

Peranti ini datang dalam pakej SMD padat. Dimensi utama (dalam mm) termasuk panjang badan kira-kira 3.2, lebar 1.6, dan ketinggian 1.1. Lukisan terperinci menentukan susunan pad, garis besar komponen, dan toleransi (biasanya ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya), yang kritikal untuk reka bentuk tapak kaki PCB.

4.2 Pengenalpastian Polarity

Pakej ini termasuk tanda atau reka bentuk pad khusus (selalunya sudut serong atau titik) untuk menunjukkan katod. Polarity yang betul mesti dipatuhi semasa pemasangan untuk mengelakkan kerosakan bias songsang.

4.3 Spesifikasi Pita Pembawa dan Gegelung

Produk ini dibekalkan pada pita dan gegelung untuk pemasangan automatik. Dimensi pita pembawa ditentukan, dengan gegelung standard mengandungi 2000 keping. Maklumat ini diperlukan untuk menyediakan mesin pick-and-place.

5. Garis Panduan Paterian dan Pemasangan

5.1 Penyimpanan dan Pengendalian

LED adalah sensitif kepada kelembapan. Langkah berjaga-jaga termasuk: menyimpan beg kalis lembap yang dimeterai tidak dibuka sehingga digunakan; menyimpan beg yang tidak dibuka pada ≤30°C/90%RH dan digunakan dalam tempoh satu tahun; selepas dibuka, simpan pada ≤30°C/60%RH dan digunakan dalam 168 jam (7 hari). Jika masa penyimpanan terlampaui, rawatan pembakaran pada 60±5°C selama sekurang-kurangnya 24 jam diperlukan.

5.2 Paterian Refluks

Profil suhu pateri bebas Pb disyorkan. Paterian refluks tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali untuk mengelakkan tekanan haba. Semasa pemanasan, tiada tekanan mekanikal harus dikenakan pada badan LED. PCB tidak boleh meleding selepas paterian.

5.3 Paterian Tangan

Jika paterian tangan diperlukan, gunakan besi pateri dengan suhu hujung di bawah 350°C, kenakan haba pada setiap terminal tidak lebih daripada 3 saat, dan gunakan besi dengan kapasiti 25W atau kurang. Benarkan selang penyejukan lebih daripada 2 saat antara paterian setiap terminal.

5.4 Kerja Semula dan Pembaikan

Pembaikan selepas paterian tidak digalakkan. Jika tidak dapat dielakkan, besi pateri berkepala dua harus digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal serentak, meminimumkan tekanan haba merentasi pakej. Potensi kerosakan pada ciri-ciri LED mesti dinilai terlebih dahulu.

6. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

6.1 Litar Aplikasi Tipikal

Peraturan reka bentuk yang paling kritikal ialahperlindungan arus berlebihan. Perintang pembatas arus luaran adalah wajib. Disebabkan ciri IV eksponen diod, peningkatan kecil dalam voltan boleh menyebabkan peningkatan besar dan merosakkan dalam arus. Nilai perintang mesti dikira berdasarkan voltan bekalan (Vs), arus hadapan yang dikehendaki (If), dan voltan hadapan LED (Vf) menggunakan formula: R = (Vs - Vf) / If. Perintang berasingan diperlukan jika pemancar IR dan merah hendak didorong secara bebas.

6.2 Pengurusan Haba

Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah, susun atur PCB yang betul boleh membantu penyebaran haba. Pastikan kawasan kuprum yang mencukupi disambungkan ke pad haba (jika ada) atau wayar peranti. Patuhi garis panduan penurunan nilai kuasa yang tersirat oleh penarafan maksimum—beroperasi pada suhu ambien tinggi memerlukan pengurangan arus hadapan.

6.3 Reka Bentuk Optik

Gunakan sudut pandangan lebar 140 darjah untuk aplikasi yang memerlukan liputan luas. Untuk penderiaan jarak lebih jauh atau lebih diarahkan, kanta atau pemantul luaran mungkin diperlukan. Kanta jernih-air sesuai untuk aplikasi di mana corak pancaran cip tepat dikehendaki tanpa penapisan warna.

7. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembezaan utama BR15-22C/L586/R/TR8 terletak padakeupayaan dwi-panjang gelombangdalam satu pakej SMD padat tunggal. Ini menjimatkan ruang papan berbanding menggunakan dua LED berasingan.Pemadanan spektrum kepada pengesan silikondioptimumkan, berpotensi meningkatkan nisbah isyarat-ke-hingar dalam aplikasi penderiaan.Voltan hadapan rendah, terutamanya untuk pemancar IR, menawarkan kelebihan kecekapan. Pematuhan dengan piawaian alam sekitar yang ketat (RoHS, REACH, Bebas Halogen) menjadikannya sesuai untuk pelbagai pasaran global.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya mendorong LED IR dan Merah serentak pada arus maksimum 50mA setiap satu?

J: Tidak. Penarafan Maksimum Mutlak untuk Arus Hadapan Berterusan ialah 50mA per cip. Mendorong kedua-duanya pada 50mA serentak berkemungkinan melebihi had pelesapan kuasa pakej keseluruhan (Pc) dan menyebabkan pemanasan berlebihan. Arus dorongan mesti diturunkan nilai berdasarkan jumlah kuasa dan keadaan haba.

S: Mengapa perintang pembatas arus mutlak diperlukan?

J: LED ialah peranti beroperasi arus. Voltan hadapannya berubah sedikit dengan arus dan suhu. Menyambungkannya terus ke sumber voltan (walaupun yang dikawal) akan menyebabkan arus meningkat tanpa kawalan sehingga peranti gagal, kerana tiada rintangan dalaman untuk menghadkannya. Perintang menyediakan arus yang stabil dan boleh diramal.

S: Apakah maksud "dipadankan secara spektrum kepada fotopengesan silikon"?

J: Fotodiod dan fototransistor silikon mempunyai lengkung tindak balas spektrum tertentu; mereka paling sensitif kepada panjang gelombang tertentu (biasanya dalam kawasan inframerah-dekat dan merah). Panjang gelombang puncak LED ini (905nm IR dan 660nm Merah) dipilih untuk jatuh dalam zon kepekaan tinggi pengesan ini, memaksimumkan isyarat elektrik yang dijana untuk kuasa optik tertentu.

S: Bagaimana saya mentafsir "Sudut Pandangan" 140 darjah?

J: Ini ialah sudut penuh di mana keamatan sinaran jatuh kepada separuh (50%) daripada nilainya apabila diukur terus pada paksi (0 darjah). Jadi, pancaran boleh digunakan dengan berkesan dalam kon ±70 darjah yang sangat luas dari pusat.

9. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Penderia Jarak untuk Peranti Mudah Alih

BR15-22C/L586/R/TR8 boleh digunakan dalam penderia jarak untuk mengesan apabila objek (seperti telinga pengguna semasa panggilan) berada dekat dengan telefon. Pemancar IR (905nm) dipuls. Fotodiod silikon berhampiran mengesan cahaya IR yang dipantulkan. Pemancar merah tidak digunakan dalam mod khusus ini tetapi boleh digunakan untuk fungsi lain seperti penunjuk status. Langkah reka bentuk termasuk: 1) Mengira perintang pembatas arus untuk LED IR berdasarkan voltan output pemacu IC dan arus nadi yang dikehendaki (contohnya, 20mA untuk keamatan baik). 2) Meletakkan LED dan fotodiod pada PCB dengan halangan optik di antara mereka untuk mengelakkan silang langsung. 3) Mengikuti profil paterian refluks dengan tepat untuk mengelakkan merosakkan pakej sensitif lembap. 4) Melaksanakan firmware yang memuls LED dan membaca isyarat fotodiod, menggunakan ambang untuk menentukan keadaan "dekat" atau "jauh".

10. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) ialah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari rantau jenis-n bergabung semula dengan lubang dari rantau jenis-p. Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan. Pemancar IR menggunakan Gallium Aluminium Arsenide (GaAlAs), yang mempunyai jurang jalur sepadan dengan cahaya inframerah 905nm. Pemancar merah menggunakan Aluminium Gallium Indium Phosphide (AlGaInP), yang menghasilkan cahaya merah 660nm. Kanta epoksi jernih-air menyelubungi cip, memberikan perlindungan mekanikal, dan membentuk corak output cahaya.

11. Trend dan Konteks Teknologi

Pembangunan LED SMD seperti BR15-22C/L586/R/TR8 didorong oleh trend pengecilan, automasi, dan multifungsi dalam elektronik. Pergerakan ke arah pembuatan bebas plumbum dan bebas halogen mencerminkan desakan global untuk komponen mampan alam sekitar. Dalam aplikasi penderiaan, terdapat permintaan berterusan untuk kecekapan lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt elektrik) dan pemadanan spektrum yang lebih ketat untuk meningkatkan prestasi sistem dan mengurangkan penggunaan kuasa. Integrasi pelbagai panjang gelombang atau fungsi ke dalam pakej tunggal adalah langkah logik untuk menjimatkan ruang dan kos dalam peranti yang semakin kompleks. Tambahan pula, penambahbaikan dalam bahan dan reka bentuk pakej bertujuan untuk meningkatkan kebolehpercayaan di bawah tekanan haba dan pendedahan kelembapan, yang kritikal untuk aplikasi automotif, perindustrian, dan pengguna.