Техническая документация на инфракрасный светодиод SIR333-A - Корпус 5.0мм - Прямое напряжение 1.65В - Длина волны 875нм - Рассеиваемая мощность 150мВт

1. Обзор продукта

SIR333-A — это высокоинтенсивный инфракрасный (ИК) светоизлучающий диод в корпусе 5 мм. Он выполнен в синем пластиковом корпусе и предназначен для применений, требующих надежного инфракрасного излучения. Спектральный выход устройства согласован с распространенными фототранзисторами, фотодиодами и инфракрасными приемными модулями, что делает его подходящим для различных систем передачи данных и датчиков.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Высокая надежность:Спроектирован для стабильной долгосрочной работы.
• Высокая сила излучения:Обеспечивает мощный инфракрасный выход для эффективной передачи сигнала.
• Специфическая длина волны:Пиковая длина волны излучения (λp) составляет 875 нм.
• Стандартный шаг выводов:Расстояние между выводами 2.54 мм для удобного монтажа на печатную плату.
• Низкое прямое напряжение:Способствует энергоэффективной работе.
• Соответствие экологическим нормам:Продукт не содержит свинца, соответствует директивам RoHS, EU REACH и стандарту Halogen-Free (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm).

1.2 Целевые области применения

• Системы передачи данных по воздуху.
• Инфракрасные пульты дистанционного управления с высокими требованиями к мощности.
• Датчики дыма.
• Общие инфракрасные системы.

2. Технические характеристики и объективная интерпретация

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

2.2 Электрооптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

Допуски измерений:Прямое напряжение: ±0.1В, Сила излучения: ±10%, Пиковая длина волны: ±1.0нм.

2.3 Тепловые соображения

Производительность устройства зависит от температуры. Максимальная рассеиваемая мощность 150мВт указана при температуре окружающего воздуха 25°C или ниже. С ростом температуры окружающей среды допустимая рассеиваемая мощность уменьшается, что необходимо учитывать при тепловом проектировании для обеспечения надежности и предотвращения перегрева.

3. Объяснение системы сортировки

SIR333-A доступен в различных классах производительности, или "бинах", на основе его Силы излучения, измеренной при прямом токе (IF) 20мА. Это позволяет разработчикам выбрать компонент, точно соответствующий требованиям чувствительности их приложения.

В предоставленных данных не указана отдельная сортировка по прямому напряжению или пиковой длине волны; используются типичные значения.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды

Эта кривая показывает снижение максимально допустимого постоянного прямого тока при повышении температуры окружающей среды выше 25°C. Разработчики должны обращаться к этому графику, чтобы не превысить безопасные рабочие пределы в условиях повышенной температуры.

4.2 Спектральное распределение

График показывает относительную силу излучения в зависимости от длины волны. Он подтверждает типичную пиковую длину волны 875нм и спектральную ширину приблизительно 80нм (полная ширина на половине максимума). Эта узкая полоса полезна для минимизации помех от окружающего света и согласования с оптическими фильтрами в приемниках.

3.3 Пиковая длина волны излучения в зависимости от температуры окружающей среды

Эта характеристика показывает, как пиковая длина волны смещается с температурой. Понимание этого смещения критически важно для применений, где приемник настроен на определенную длину волны, так как производительность системы может меняться в рабочем диапазоне температур.

4.4 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

ВАХ является основополагающей для проектирования схемы. Она показывает нелинейную зависимость между током и напряжением. Типичное прямое напряжение составляет 1.3В при 20мА, но оно увеличивается с ростом тока и может варьироваться между экземплярами. Ограничивающий ток резистор или источник постоянного тока обязательны.

4.5 Сила излучения в зависимости от прямого тока

Этот график демонстрирует, что излучаемая мощность увеличивается с ростом прямого тока, но не линейно. Он подчеркивает значительный прирост выходной мощности при работе светодиода на его максимальном импульсном токе (100мА) по сравнению со стандартными 20мА, что полезно для применений, требующих большей дальности или более высокой мощности сигнала.

4.6 Относительная сила излучения в зависимости от углового смещения

Эта полярная диаграмма иллюстрирует угол излучения или диаграмму направленности. Типичный половинный угол составляет 20 градусов, что означает, что сила излучения падает до 50% от осевого значения при ±20 градусах от центра. Это определяет ширину луча светодиода и критически важно для его совмещения с приемником или датчиком.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габариты корпуса

Устройство размещено в стандартном круглом корпусе светодиода 5мм. Ключевые размеры включают общий диаметр (5.0мм), расстояние между выводами (2.54мм) и диаметр выводов. В техническом описании предоставлен подробный чертеж с размерами для точного проектирования посадочного места на печатной плате. Все неуказанные допуски составляют ±0.25мм.

5.2 Определение полярности

У светодиода есть плоская сторона на ободке корпуса, которая обычно указывает на катодный (отрицательный) вывод. Более длинный вывод обычно является анодным (положительным). Правильную полярность необходимо соблюдать во время установки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Формовка выводов

• Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания эпоксидной колбы.
• Выполняйте формовку выводовдо soldering.
• Избегайте механических напряжений на корпус во время изгиба.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре.
• Убедитесь, что отверстия в печатной плате идеально совпадают с выводами светодиода, чтобы избежать монтажных напряжений.

6.2 Параметры пайки

Ручная пайка:Температура жала паяльника: макс. 300°C (макс. 30Вт). Время пайки: макс. 3 сек. Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от места пайки до эпоксидной колбы.
Волновая/погружная пайка:Температура предварительного нагрева: макс. 100°C (макс. 60 сек). Температура ванны припоя: макс. 260°C, время: макс. 5 сек. Расстояние от места пайки до колбы: мин. 3 мм.
Общие правила:Избегайте механических нагрузок на выводы при высокой температуре. Не паяйте более одного раза. Защищайте светодиод от ударов во время охлаждения. Избегайте процессов быстрого охлаждения.

6.3 Очистка

При необходимости очищайте только изопропиловым спиртом при комнатной температуре не более одной минуты. Не используйте ультразвуковую очистку, так как она может повредить внутреннюю структуру. Если ультразвуковая очистка неизбежна, требуется крайняя осторожность в отношении мощности и состояния сборки.

6.4 Условия хранения

Храните при температуре 30°C или ниже и относительной влажности 70% или ниже. Рекомендуемый срок хранения после отгрузки — 3 месяца. Для более длительного хранения (до одного года) используйте герметичный контейнер с азотной атмосферой и влагопоглощающим материалом. Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация маркировки

Маркировка продукта включает несколько кодов: CPN (номер продукта заказчика), P/N (номер продукта), QTY (количество в упаковке), CAT (класс/бин силы излучения), HUE (класс доминирующей длины волны), REF (класс прямого напряжения), LOT No. (номер партии) и код даты (месяц).

7.2 Количество в упаковке

• От 200 до 500 штук в пакете.
• 5 пакетов во внутренней коробке.
• 10 внутренних коробок в основной (внешней) коробке.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы включения

Для базовой работы светодиод должен управляться через последовательный токоограничивающий резистор. Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (Vпитания - VF) / IF, где VF — прямое напряжение из технического описания (используйте максимальное значение для безопасности), а IF — желаемый прямой ток (например, 20мА). Для импульсного режима работы для увеличения дальности (например, в пультах ДУ) можно использовать транзисторный ключ, управляемый микроконтроллером, для обеспечения высокого пикового тока (до 1А при указанной скважности).

8.2 Соображения при проектировании

• Оптическое выравнивание:Используйте угол излучения 20 градусов для правильного совмещения светодиода с полем зрения приемника.
• Управление током:Всегда используйте источник постоянного тока или токоограничивающий резистор. Прямое подключение к источнику напряжения разрушит светодиод.
• Тепловой менеджмент:Убедитесь, что печатная плата и окружающая среда обеспечивают адекватный отвод тепла, особенно при работе вблизи максимальных параметров.
• Согласование с приемником:Выбирайте фотодетектор или приемный модуль, пиковая чувствительность которого соответствует излучению данного светодиода на 875 нм.
• Защита от фоновой засветки:Для систем, используемых в условиях меняющегося освещения, рассмотрите возможность модуляции ИК-сигнала и использования приемника с соответствующей частотой модуляции для подавления фоновых шумов.

9. Техническое сравнение и дифференциация

SIR333-A выделяется сочетаниемвысокой силы излучения(до 90 мВт/ср в импульсном режиме) иотносительно узкого угла излучения в 20 градусов. Это делает его особенно подходящим для применений, требующих направленных мощных ИК-лучей, таких как пульты ДУ большой дальности или специальные датчики. Его соответствие современным экологическим стандартам (RoHS, REACH, Halogen-Free) также является ключевым преимуществом для продуктов, ориентированных на глобальные рынки. Наличие сортировки по силе излучения позволяет оптимизировать стоимость в зависимости от потребностей в производительности.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 В чем разница между номиналами постоянного и импульсного прямого тока?

Постоянный прямой ток (100мА) — это максимальный ток, который светодиод может выдерживать неограниченно долго при 25°C. Пиковый прямой ток (1.0А) — это гораздо более высокий ток, который он может выдерживать только в течение очень коротких импульсов (≤100мкс) при очень низкой скважности (≤1%). Это позволяет создавать кратковременные высокоинтенсивные вспышки света для передачи на большие расстояния без перегрева.

10.2 Как выбрать правильный токоограничивающий резистор?

Используйте формулу R = (Vпитания - VF) / IF. Для питания 5В и тока 20мА, используя максимальное VF 1.65В: R = (5 - 1.65) / 0.02 = 167.5 Ом. Стандартный резистор на 180 Ом или 150 Ом будет безопасным выбором. Всегда рассчитывайте, используя максимальное VF, чтобы гарантировать, что ток не превысит желаемый предел.

10.3 Можно ли использовать этот светодиод для передачи данных?

Да, его быстрый кристалл на основе GaAlAs позволяет модулировать его на высоких скоростях, что подходит для ИК-каналов передачи данных. Высокая сила излучения также поддерживает большую дальность связи. Конструкция должна использовать соответствующую схемотехнику драйвера для достижения требуемой скорости модуляции.

10.4 Почему важны условия хранения?

Эпоксидный корпус может поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки эта захваченная влага может быстро расширяться, вызывая внутренние трещины или расслоение ("эффект попкорна"), что может привести к немедленному или скрытому отказу. Правильное хранение минимизирует этот риск.

11. Практическое проектирование и пример использования

11.1 Пример: Пульт ДУ большой дальности

Цель:Спроектировать пульт дистанционного управления, надежно работающий на расстоянии до 15 метров в типичной гостиной.
Решение:Использовать SIR333-A в импульсном режиме. Микроконтроллер генерирует несущий сигнал 38 кГц, модулированный командными данными. Транзисторный ключ управляет светодиодом импульсами с пиковым током 1А (при скважности ≤1%). Этот высокоинтенсивный импульсный выход обеспечивает необходимую мощность сигнала для большей дальности. Приемный модуль на телевизоре настроен на 38 кГц, обеспечивая отличное подавление фонового света и шумов.

12. Введение в принцип работы

Инфракрасный светоизлучающий диод (ИК-светодиод) — это полупроводниковый p-n переходный диод, который излучает невидимый инфракрасный свет при подаче прямого смещения. Электроны рекомбинируют с дырками внутри устройства, высвобождая энергию в виде фотонов. Длина волны излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала. SIR333-A использует арсенид галлия-алюминия (GaAlAs), который обеспечивает эффективное излучение в ближнем инфракрасном спектре около 875 нм.

13. Тенденции развития

Общая тенденция в технологии ИК-светодиодов направлена наповышение эффективности(больше излучаемой мощности на каждый ватт электрической мощности),увеличение плотности мощностидля применений с большей дальностью иуменьшение размеров корпусовдля интеграции в компактные устройства. Также акцент делается на разработке светодиодов с конкретными узкими пиками длин волн для продвинутых сенсорных применений (например, детектирование газов) и повышении скорости модуляции для высокоскоростной оптической связи (Li-Fi). Стремление к экологической устойчивости продолжает стимулировать более широкое внедрение бесгалогенных и других "зеленых" стандартов производства.