HIR-S06-P120/L649-P03/TR LED ya Infrared ya Nguvu Kubwa - 850nm - 3.45V - 1A - 890mW - Kifurushi cha SMD

1. Muhtasari wa Bidhaa

HIR-S06-P120/L649-P03/TR ni diode inayotoa mwanga wa infrared (IR) yenye nguvu kubwa, iliyoundwa kwa matumizi yanayohitaji mwangaza wa infrared wenye nguvu na ufanisi. Ni kifaa cha kusakinishwa kwenye uso (SMD) kilichowekwa kwenye kifurushi kidogo chenye kilele cha gorofa na lenzi ya epoksi isiyo na rangi. Kazi kuu ya sehemu hii ni kutoa mwanga wa infrared kwenye urefu wa wimbi la kilele la manomita 850 (nm), ambao umelinganishwa vizuri na usikivu wa wigo wa vichunguzi vya mwanga vya silikoni kama vile photodiode na phototransistor. Faida zake kuu ni pamoja na pato la juu la mionzi kutoka kwa umbo dogo, kufuata kanuni za mazingira (RoHS, REACH, Bila Halojeni), na ufaao kwa michakato ya kukusanyika kiotomatiki.

1.1 Vipengele Muhimu na Matumizi

Kifaa hiki kina sifa ya ufanisi wake wa juu na ukubwa mdogo wa kifurushi. Vipengele muhimu ni pamoja na urefu wa wimbi la kilele (λp) wa 850 nm, ufaao kwa teknolojia ya kusakinishwa kwenye uso (SMT), na kufuata viwango vya bila risasi, EU REACH, na bila halojeni (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm). Pia inaweza kustahimili voltage ya kutokwa kwa umeme tuli (ESD) ya 2kV. Soko kuu na matumizi yake ni mifumo inayohitaji mwangaza usioonekana kwa ajili ya kupiga picha au kugundua. Matumizi ya kawaida zaidi ni kama chanzo cha mwanga wa infrared kwa kamera za CCD, ambapo hutoa mwangaza unaohitajika kwa ajili ya kuona usiku au kupiga picha katika mwanga mdogo. Pia inafaa kwa mifumo mingine mbalimbali ya infrared, kama vile mifumo ya usalama, maono ya mashine, vichunguzi vya karibu, na swichi za mwanga.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Sehemu hii inatoa uchambuzi wa kina na wa kitu cha sifa za umeme, mwanga na joto za kifaa hiki kama ilivyofafanuliwa kwenye karatasi ya data.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango vya Juu Kabisa hufafanua mipaka ya mkazo ambayo inaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Viwango hivi haipaswi kuzidiwa wakati wa uendeshaji. Kwa HIR-S06-P120/L649-P03/TR, mipaka muhimu ni:

• Mkondo wa Mbele unaoendelea (IF):1000 mA. Hii ndiyo mkondo wa juu wa DC ambao unaweza kupitishwa kwa mwendeleo kupitia LED.
• Voltage ya Nyuma (VR):5 V. Kutumia voltage ya nyuma inayozidi thamani hii inaweza kusababisha kuvunjika kwa makutano.
• Joto la Uendeshaji (Topr):-40°C hadi +100°C. Safu ya joto ya mazingira ambayo kifaa kimeundwa kufanya kazi ndani yake.
• Joto la Hifadhi (Tstg):-40°C hadi +100°C. Safu ya joto kwa ajili ya hifadhi isiyo ya uendeshaji.
• Joto la Makutano (Tj):115°C. Joto la juu linaloruhusiwa kwenye makutano ya semikondukta yenyewe.
• Kupoteza Nguvu (Pd):3 W kwa IF=700mA. Hii inaonyesha nguvu ya juu ambayo kifurushi kinaweza kupoteza kama joto chini ya hali maalum ya majaribio. Karatasi ya data inapendekeza wazi kuongeza kifaa cha kupoza joto kwenye kifaa hiki ili kudhibiti mzigo wa joto kwa ufanisi na kuzuia kuzidi kikomo cha joto la makutano.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi, vilivyopimwa kwenye joto la kawaida la mazingira la 25°C, hufafanua utendaji wa kifaa chini ya hali za kawaida za uendeshaji. Thamani kwa kawaida huwasilishwa kama Kiwango cha Chini, Cha Kawaida, na Cha Juu.

• Nguvu ya Jumla ya Mionzi (Po):Hii ndiyo nguvu kamili ya mwanga inayotolewa na LED katika pande zote, inayopimwa kwa miliwati (mW). Thamani ya kawaida huongezeka kwa kuongezeka kwa mkondo wa kuendesha: 340 mW kwa 350 mA, 650 mW kwa 700 mA, na 890 mW kwa 1 A. Hii inaonyesha uwezo wa nguvu kubwa wa kifaa hiki.
• Ukali wa Mionzi (Ie):Inayopimwa kwa mW/sr (miliwati kwa steradian), hii ndiyo nguvu ya mwanga inayotolewa kwa kila kitengo cha pembe thabiti. Ni kipimo cha mwangaza wa LED katika mwelekeo maalum. Thamani za kawaida ni 115 mW/sr (350 mA), 220 mW/sr (700 mA), na 290 mW/sr (1 A).
• Urefu wa Wimbi la Kilele (λp):850 nm (kawaida). Hii ndiyo urefu wa wimbi ambapo nguvu ya pato la mwanga iko kwenye kiwango cha juu kabisa. 850nm ni urefu wa wimbi wa kawaida kwa mwangaza wa IR kwani haionekani kwa jicho la mwanadamu lakini hugunduliwa vizuri na vichunguzi vya silikoni na vichunguzi vingi vya kamera.
• Upana wa Wigo (Δλ):25 nm (kawaida). Hii inafafanua safu ya urefu wa wimbi unaotolewa, kwa kawaida hupimwa kwa nusu ya nguvu ya juu kabisa (Upana Kamili kwa Nusu ya Juu - FWHM). Upana wa 25nm unaonyesha pato la wigo nyembamba linalozingatia karibu na 850nm.
• Voltage ya Mbele (VF):Kushuka kwa voltage kwenye LED wakati mkondo unapita. Huongezeka kwa kuongezeka kwa mkondo: 3.10 V (350 mA), 3.25 V (700 mA), 3.45 V (1 A). Hii ni muhimu sana kwa muundo wa saketi ya kiendeshi.
• Mkondo wa Nyuma (IR):Kiwango cha juu cha 10 μA kwa VR=5V. Hii ndiyo mkondo mdogo wa uvujaji unaopita wakati kifaa kimewekwa kinyume ndani ya kiwango chake cha juu.
• Pembe ya Kuona (2θ1/2):Digrii 120 (kawaida). Hii ndiyo pembe kamili ambapo ukali wa mionzi hushuka hadi nusu ya thamani yake ya juu kabisa (kwenye mhimili). Pembe ya digrii 120 inaonyesha muundo wa boriti mpana sana, unaofaa kwa mwangaza wa eneo pana.

3. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Karatasi ya data inarejelea mikunjo ya kawaida ya utendaji ambayo ni muhimu kwa kuelewa tabia ya kifaa chini ya hali zisizo za kawaida.

3.1 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mkunjo wa IV)

Grafu hii (Mchoro 1) inaonyesha uhusiano kati ya mkondo unaopita kwenye LED (IF) na voltage kwenye LED (VF). Sio mstari wa moja kwa moja. Mkunjo huu huruhusu wabunifu kuamua voltage ya uendeshaji kwa mkondo maalum wa kuendesha, ambayo ni muhimu sana kwa kuchagua kipingamizi kinachokaribia mkondo au kubuni kiendeshi cha mkondo thabiti. Voltage itakuwa na mgawo hasi wa joto, ikimaanisha kuwa hupungua kidogo kadiri joto la makutano linapanda.

3.2 Mkondo wa Mbele dhidi ya Ukali wa Mionzi / Nguvu ya Jumla

Grafu hizi (Mchoro 2 & Mchoro 3) zinaonyesha pato la mwanga (ama ukali au nguvu ya jumla) dhidi ya mkondo wa mbele. Kwa kawaida zinaonyesha uhusiano usio wa mstari; pato la mwanga huongezeka kwa kuongezeka kwa mkondo lakini ufanisi (pato kwa kila wati ya pembejeo) unaweza kupungua kwenye mikondo ya juu sana kutokana na athari za joto zilizoongezeka na kushuka. Kuchambua mikunjo hii husaidia katika kuchagua sehemu bora ya uendeshaji ambayo ina usawa wa nguvu ya pato na ufanisi na umri wa kifaa.

4. Taarifa za Mitambo na Ufungaji

4.1 Vipimo vya Kifurushi na Mchoro

Kifaa kinatolewa kwenye kifurushi cha SMD. Michoro ya vipimo inabainisha urefu, upana, urefu, nafasi ya waya, na jiometri ya lenzi kwa usahihi. Vidokezo muhimu kutoka kwenye karatasi ya data: vipimo vyote viko kwenye milimita, na uvumilivu wa kawaida wa ±0.1mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Onyo muhimu la usimamizi linatolewa:Usiishike kifaa kwa lenzi.Kutumia nguvu kwenye lenzi kunaweza kusababisha kushindwa kwa mitambo ya kifurushi.

4.2 Utambulisho wa Ubaguzi wa Umeme na Mchoro wa Kusakinishwa

Mchoro wa kifurushi unaonyesha wazi vituo vya cathode na anode. Ubaguzi sahihi wa umeme lazima uzingatiwe wakati wa kupanga PCB na kukusanyika. Muundo ulipendekezwa wa pedi ya solder (muundo wa ardhi) kwa kawaida hutokana na vipimo vya kifurushi ili kuhakikisha kuunganishwa kwa solder kwa uaminifu na nguvu ya mitambo.

5. Mwongozo wa Kuunganisha na Kukusanyika

Kama kifaa cha SMT, kimekusudiwa kwa michakato ya kuunganisha kwa kuyeyusha tena. Ingawa vigezo maalum vya mchoro wa kuyeyusha tena (joto la awali, kuchovya, joto la kilele cha kuyeyusha tena, wakati juu ya kioevu) hayajaelezewa kwa kina katika dondoo hii, kwa ujumla hufuata michoro ya kawaida kwa vipengele vinavyofanana vilivyofungwa kwa plastiki, kwa kawaida na joto la kilele lisilozidi 260°C. Ufaao wa bila risasi na bila halojeni unaonyesha ufaao kwa michakato ya kisasa ya utengenezaji inayohifadhi mazingira. Mapendekezo ya hifadhi yanalingana na safu ya joto la uendeshaji (-40°C hadi +100°C), na vifaa vinapaswa kuhifadhiwa kwenye mifuko yao ya kukinga unyevu hadi matumizi.

6. Taarifa za Ufungaji na Kuagiza

6.1 Vipimo vya Reel na Ukanda

Kifaa kinatolewa kwenye ukanda wa kubeba ndani ya reeli kwa ajili ya kukusanyika kiotomatiki kwa kuchukua na kuweka. Vipimo vya ukanda wa kubeba vimebainishwa. Kila reel ina vipande 2000. Mwelekeo wa kufungua reel pia umeonyeshwa kwenye mchoro ili kuhakikisha usanidi sahihi wa mashine.

6.2 Ufungaji unaokinga Unyevu

Vipengele vinasafirishwa kwenye mifuko ya alumini ya kukinga unyevu iliyo na dawa ya kukausha kudhibiti unyevu. Mfuko huo unajumuisha lebo yenye taarifa muhimu. Ingamba sehemu maalum za lebo (kama CPN, P/N, QTY, CAT, HUE, REF, LOT No.) zimeorodheshwa, karatasi ya data inabainisha kuwa nambari ya sehemu HIR-S06-P120/L649-P03/TR haionekani kutumia mfumo wa kina wa kugawa kwa ukali, urefu wa wimbi, au voltage katika hati hii, kwani thamani zote za kawaida zimeorodheshwa bila nambari za daraja. Bidhaa hutambuliwa kwa nambari yake kamili ya sehemu.

7. Mapendekezo ya Matumizi na Mambo ya Kubuni

7.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Matumizi ya msingi ni mwangaza kwa kamera za CCD/CMOS katika hali za mwanga mdogo au hakuna mwanga, kuwezesha utendaji wa kuona usiku katika kamera za usalama, mifumo ya magari, na vifaa vya watumiaji. Matumizi mengine ni pamoja na mwangaza wa infrared unaoendelea kwa ajili ya kugundua karibu na uwepo, vihifadhi vya mwanga, usafirishaji wa data kwa umbali mfupi (matumizi kama ya IrDA), na kuhesabu au kupanga vitu katika otomatiki ya viwanda.

7.2 Mambo Muhimu ya Kubuni

• Usimamizi wa Joto:Hii ni muhimu sana kwa LED ya nguvu kubwa. Karatasi ya data inapendekeza wazi kutumia kifaa cha kupoza joto. Muundo wa PCB unapaswa kujumuisha mashimo ya joto ya kutosha na eneo la shaba linalounganishwa na pedi ya joto ya LED (ikiwepo) au waya za kuondosha joto kutoka kwenye makutano. Kuzidi Tj=115°C kutapunguza sana umri wa huduma na kunaweza kusababisha kushindwa mara moja.
• Saketi ya Kuendesha:LED ni vifaa vinavyoendeshwa na mkondo. Kiendeshi cha mkondo thabiti kinapendekezwa sana ili kuhakikisha pato thabiti la mwanga na kuzuia kukimbia kwa joto. Kiendeshi lazima kiwe na uwezo wa kutoa hadi 1A huku kizingatia mahitaji ya voltage ya mbele. Ulinzi wa voltage ya nyuma unapaswa kuzingatiwa.
• Ubunifu wa Mwanga:Pembe mpana ya kuona ya digrii 120 hutoa chanjo pana. Kwa matumizi yanayohitaji boriti iliyolenga zaidi, vifaa vya mwanga vya sekondari (lenzi) vinaweza kutumika. Lenzi isiyo na rangi inafaa kwa urefu wa wimbi wa 850nm.
• Ulinzi wa ESD:Ingawa imekadiriwa kwa ESD ya 2kV, tahadhari za kawaida za usimamizi wa ESD zinapaswa kufuatwa wakati wa kukusanyika na kuunganishwa.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na LED za kawaida za infrared zenye nguvu ndogo, tofauti kuu ya HIR-S06-P120/L649-P03/TR ni pato lake la juu la mionzi (hadi 890mW) kutoka kwa kifurushi cha SMD. Hii inaruhusu mwangaza mkali zaidi au uwezo wa kuangazia maeneo makubwa zaidi au kufikia masafa marefu zaidi. Urefu wa wimbi wa 850nm ni kiwango cha kawaida, ukitoa usawa mzuri kati ya majibu ya kichunguzi cha silikoni na kutoona kwa jamaa. Ikilinganishwa na LED za 940nm, 850nm mara nyingi hutoa mng'ao mdogo wa nyekundu kwa nguvu kubwa sana lakini inaweza kutoa utendaji wa juu zaidi na vichunguzi vingi vya silikoni. Pembe mpana ya kuona ni faida kwa taa za eneo lakini inaweza kuwa hasara ikiwa boriti nyembamba inahitajika, ambapo kifaa chenye pembe nyembamba ya kuona au vifaa vya mwanga vya sekondari kingekuwa bora.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Q: Je, naweza kuendesha LED hii moja kwa moja kutoka kwa usambazaji wa 5V kwa kutumia kipingamizi tu?

A: Inawezekana, lakini hesabu makini inahitajika. Kwa 1A na Vf=3.45V, kipingamizi cha mfululizio kitakuwa (5V - 3.45V)/1A = ohm 1.55, na kupoteza 1.55W. Hii haina ufanisi na huunda joto kubwa kwenye kipingamizi. Kiendeshi cha mkondo thabiti kinapendekezwa sana kwa utendaji na uaminifu.

Q: Kwa nini kifaa cha kupoza joto kinapendekezwa hata ingawa joto la uendeshaji ni hadi 100°C?

A: Kadirio la 100°C ni kwa joto la hewa ya mazingira (Ta). Kikomo muhimu ni joto la makutano (Tj) la 115°C. Nguvu inayopotea (hadi ~3.45W kwa 1A) huwasha joto la makutano juu ya joto la mazingira. Kifaa cha kupoza joto hupunguza upinzani wa joto kati ya makutano na hewa ya mazingira, na kudumisha Tj ndani ya mipaka kwa nguvu kubwa na/au Ta ya juu.

Q: Je, LED hii inafaa kwa uendeshaji wa mwendeleo 24/7?

A: Ndiyo, mradi Viwango vya Juu Kabisa havizidishwi na usimamizi sahihi wa joto unatekelezwa. Kuendesha kwa au chini ya hali ya kawaida ya 700mA na kifaa kizuri cha kupoza joto kutakuwa na sehemu ya kubuni iliyojihami na ya kuaminika kwa uendeshaji wa mwendeleo.

Q: Je, umri wa kawaida wa kifaa hiki ni nini?

A: Umri wa huduma (mara nyingi hufafanuliwa kama hatua ambapo pato la mwanga hupungua hadi 70% ya mwanzo) hutegemea sana hali za uendeshaji, hasa joto la makutano. Inapoendeshwa ndani ya vipimo na kupozwa kwa kutosha, umri wa maelfu ya masaa ni wa kawaida kwa LED kama hizi.

10. Mfano wa Matumizi ya Vitendo

Kesi ya Kubuni: Moduli ya Kamera ya Usalama ya Kuona Usiku

Mbunifu anabuni moduli ya kamera ya usalama iliyobanwa kwa matumizi ya nje. Moduli hiyo inajumuisha kichunguzi cha CCD na inahitaji mwangaza wa IR kwa ajili ya uendeshaji wa usiku. HIR-S06-P120/L649-P03/TR imechaguliwa kwa sababu ya pato lake la juu na kifurushi cha SMD. LED nne zimepangwa kwa ulinganifu karibu na lenzi ya kamera kwenye PCB. Kiendeshi maalum cha IC cha mkondo thabiti hutoa 700mA kwa kila LED. PCB imebuniwa na maeneo makubwa ya shaba yaliyounganishwa na pedi za LED kupitia mashimo mengi ya joto, na nyumba nzima ya kamera hufanya kazi kama kifaa cha kupoza joto. Boriti mpana ya digrii 120 ya kila LED inaingiliana kuunda uwanja wa mwangaza sawa na wa eneo pana unaofaa kwa uwanja wa maono ya kamera. Urefu wa wimbi wa 850nm unahakikisha majibu mazuri ya kichunguzi huku ukibaki usioonekana kwa kiasi kikubwa.

11. Kanuni ya Uendeshaji

LED ya infrared ni diode ya makutano ya p-n ya semikondukta. Wakati voltage ya mbele inapotumiwa, elektroni kutoka kwa nyenzo za aina-n na mashimo kutoka kwa nyenzo za aina-p huingizwa kwenye eneo la makutano. Wakati vibeba malipo hivi vinaungana tena, nishati hutolewa. Katika LED ya kawaida, nishati hii hutolewa kama fotoni (mwanga). Urefu maalum wa wimbi wa mwanga unaotolewa huamuliwa na nishati ya pengo la bendi ya nyenzo ya semikondukta. HIR-S06-P120/L649-P03/TR hutumia chip ya Gallium Aluminum Arsenide (GaAlAs), ambayo ina pengo la bendi linalolingana na mwanga wa infrared kwa takriban 850nm. Lenzi ya epoksi isiyo na rangi hufunga chip, hutoa ulinzi wa mitambo, na huunda mwanga unaotolewa kuwa pembe maalum ya kuona.

12. Mienendo ya Teknolojia na Muktadha

LED za infrared zenye nguvu kubwa ni teknolojia iliyokomaa lakini inayobadilika. Mienendo ni pamoja na kuongeza ufanisi wa kuziba ukuta (pato zaidi la mwanga kwa kila wati ya umeme), ambayo hupunguza mzigo wa joto. Pia kuna juhudi za kuelekea msongamano wa nguvu za juu katika vifurushi vidogo, na kuweka msisitizo mkubwa zaidi kwenye suluhisho za hali ya juu za usimamizi wa joto kama vile slugs za joto zilizounganishwa au miundo ya chip-flip. Mahitaji yanaongozwa na ukuaji katika masoko kama vile magari (LiDAR, ufuatiliaji wa madereva), usalama, na maono ya mashine. Wakati 850nm inabaki urefu wa wimbi kuu kutokana na ufanisi wa kichunguzi, pia kuna matumizi makubwa ya 940nm kwa matumizi yanayohitaji kutoona kabisa (hakuna mng'ao wa nyekundu). Ujumuishaji wa LED za IR na viendeshi na vichunguzi katika moduli kamili ni mwenendo mwingine unaoendelea, na kurahisisha kubuni kwa watumiaji wa mwisho.