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紅外線發射器 LTE-3677 規格書 - 高速、高功率、透明封裝 - 粵語技術文件

LTE-3677 高速高功率紅外線發射器技術規格書,詳細列明電氣/光學特性、絕對最大額定值、封裝尺寸同性能曲線。
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1. 產品概覽

LTE-3677 係一款高性能紅外線發射元件,專為需要快速反應時間同顯著輻射輸出嘅應用而設計。佢嘅核心優勢在於結合咗高速同高功率,令佢適合用於脈衝操作系統。呢個元件採用透明封裝,呢種係紅外線發射器嘅典型設計,可以有效傳輸紅外線光。目標市場包括工業自動化、遙控器、光學開關、數據傳輸鏈路,同埋需要可靠快速紅外線信號嘅感應器系統。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致元件永久損壞嘅極限。最大連續正向電流係 100 mA,而喺脈衝條件下(每秒 300 個脈衝,10 μs 脈衝寬度)可以容許高達 1 A 嘅更高峰值正向電流。呢點突顯咗元件能夠發出短暫、高強度嘅光爆發。功率損耗額定為 260 mW。工作溫度範圍指定為 0°C 至 +70°C,儲存溫度可以係 -20°C 至 +85°C。喺距離元件主體 1.6mm 位置測量時,引腳焊接溫度唔應該超過 260°C 持續 5 秒。

2.2 電氣同光學特性

關鍵參數喺環境溫度 (TA) 為 25°C 時測量。輻射強度 (IE) 係衡量每單位立體角光學輸出功率嘅主要指標。對於正向電流 (IF) 為 20mA,典型值有分級:BIN D 提供 9.62 至 19.85 mW/sr,而 BIN E 提供 13.23 mW/sr。峰值發射波長 (λP) 介乎 860 nm 同 895 nm 之間,中心約為 875 nm,屬於近紅外光譜。光譜線半寬度 (Δλ) 係 50 nm,表示發射光嘅頻寬。電氣特性包括正向電壓 (VF) 喺 50mA 時典型值為 1.5V(100mA 時為 1.67V),以及反向電流 (IR) 喺 5V 反向偏壓下最大為 100 μA。上升同下降時間 (Tr/Tf) 係 40 ns,確認咗佢嘅高速能力。視角 (2θ1/2) 係 30 度。

3. 分級系統解釋

規格書指出一個主要針對輻射強度同孔徑輻射入射度嘅分級系統。提到兩個級別:BIN D 同 BIN E。BIN E 似乎代表喺 BIN D 定義嘅範圍內,一個更嚴格或更高性能嘅子集。對於 IF=20mA 時嘅輻射強度,BIN D 涵蓋 9.62-19.85 mW/sr,而 BIN E 指定為 13.23 mW/sr。咁樣可以讓製造商根據佢哋特定應用需求,選擇性能更一致或有保證最低性能水平嘅元件,確保系統性能嘅一致性。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗幾條典型特性曲線。圖 1 顯示光譜分佈,說明咗以 875 nm 為中心嘅發射紅外光嘅形狀同寬度。圖 2,正向電流 vs. 環境溫度,可能顯示咗隨著溫度升高,最大允許電流嘅降額情況。圖 3,正向電流 vs. 正向電壓,描繪咗二極管嘅 IV 特性。圖 4,相對輻射強度 vs. 環境溫度,顯示光學輸出功率點樣隨著溫度升高而降低,呢點係熱管理嘅關鍵考慮因素。圖 5,相對輻射強度 vs. 正向電流,展示咗驅動電流同光輸出之間嘅關係,通常喺一定範圍內係線性嘅。圖 6 係輻射圖,一個極座標圖,顯示發射光強度嘅角度分佈,對應 30 度視角。

5. 機械同封裝資訊

The package is a standard through-hole style with a clear lens. Key dimensional notes include: all dimensions are in millimeters, with a general tolerance of ±0.25mm unless specified otherwise. The maximum protrusion of resin under the flange is 1.5mm. Lead spacing is measured at the point where the leads emerge from the package body. The exact dimensions are provided in a drawing (not fully detailed in the text extract), which would include body diameter, lead length, and lens shape.

6. 焊接同組裝指引

提供嘅主要指引係針對引腳焊接:喺距離封裝主體 1.6mm(0.063 英寸)位置測量時,溫度唔可以超過 260°C 持續 5 秒。呢點對於防止內部半導體晶片同環氧樹脂封裝受到熱損壞至關重要。對於波峰焊或回流焊(雖然呢個係通孔元件,未明確提及適用於表面貼裝),應該遵循類似元件嘅標準行業曲線,特別注意峰值溫度同液相線以上嘅時間。亦建議正確處理以避免靜電放電,雖然無明確說明,因為半導體器件通常對靜電敏感。

7. 包裝同訂購資訊

部件編號係 LTE-3677。規格書識別號為:Spec No.: DS-50-99-0015, Revision A。文件有頁碼(例如 Page 1 of 3)。呢段摘錄中未提供具體包裝細節,例如捲盤尺寸、管裝數量或托盤包裝。訂購通常會涉及基本部件編號 LTE-3677,同埋可能有一個後綴來表示分級(例如 LTE-3677-D 或 LTE-3677-E),如果佢哋係作為獨立可訂購項目提供嘅話。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

LTE-3677 非常適合需要快速、脈衝式紅外光嘅應用。呢啲包括:工業光學感應器(例如物體檢測、計數、邊緣檢測)。用於短距離通信嘅紅外線數據傳輸鏈路。消費電子產品嘅遙控器單元。光學編碼器同位置感應。煙霧探測器同其他分析感應設備。使用紅外線光束嘅安全系統。

8.2 設計考慮因素

驅動電路:使用限流電阻或專用 LED 驅動電路來控制正向電流。對於脈衝操作,確保驅動器能夠提供所需嘅峰值電流(高達 1A)並具有快速邊緣,以利用 40 ns 嘅上升/下降時間。熱管理:雖然功率損耗係 260 mW,但喺高連續電流或高環境溫度下操作時,需要注意通過引腳或電路板佈局進行散熱,以保持性能同使用壽命。光學設計:30 度視角定義咗光束擴散範圍。可以根據需要使用透鏡或反射器來準直或聚焦光束。透明封裝適合發射器可見嘅應用,但如果需要,可以使用紅外線濾光片來阻擋可見光。配對檢測器:選擇一個光譜靈敏度與發射器 875 nm 峰值波長匹配嘅光電檢測器(光電二極管、光電晶體管),以獲得最佳系統效率。

9. 技術比較

同標準、速度較慢嘅紅外線 LED 相比,LTE-3677 嘅主要區別在於佢嘅高速(40 ns 上升/下降時間),能夠實現更高速率嘅數據傳輸。佢嘅高功率輸出(高輻射強度)提供更強嘅信號,提高信噪比同操作範圍。佢能夠進行脈衝操作,具有高峰值電流額定值,讓佢可以喺短暫爆發中非常明亮地驅動,呢種方式效率高,並且可以延長感知範圍。透明封裝係呢類發射器嘅標準配置。選擇紅外線發射器時,工程師會比較呢啲參數——速度、輸出功率、波長、視角同封裝——與其他替代品,以找到最適合頻寬、範圍同物理佈局要求嘅型號。

10. 常見問題(基於技術參數)

問:我可以用 150 mA 嘅連續電流驅動呢個 LED 嗎?

答:唔可以。連續正向電流嘅絕對最大額定值係 100 mA。超過呢個額定值可能會永久損壞元件。

問:BIN D 同 BIN E 有咩分別?

答:BIN E 指定喺 20mA 時典型輻射強度為 13.23 mW/sr,呢個值喺 BIN D 嘅更寬範圍(9.62-19.85 mW/sr)之內。BIN E 可能代表一組性能圍繞該典型值更一致嘅器件,而 BIN D 則涵蓋咗整個製造分佈範圍。

問:溫度點樣影響性能?

答:正如典型曲線所示,輻射強度會隨著環境溫度升高而降低。正向電壓通常亦會隨著溫度升高而降低。根據降額曲線(圖 2),工作電流必須喺高於 25°C 時降額,以保持在功率損耗限制之內。

問:係咪需要串聯電阻?

答:係,對於大多數簡單驅動電路嚟講係需要嘅。LED 必須用受控電流驅動。直接使用電壓源會導致過大電流流過,損壞元件。根據電源電壓、所需正向電流 (IF),同規格書中嘅正向電壓 (VF) 來計算電阻值。

11. 實際使用案例

場景:高速物體檢測感應器。一條裝配線使用光電感應器來檢測高速通過嘅細小部件。LTE-3677 用作紅外線光源,以 10 kHz 頻率脈衝操作,峰值為 1A。一個匹配嘅光電晶體管放置喺對面。當物體阻斷光束時,接收器會檢測到脈衝信號嘅缺失。LTE-3677 嘅 40 ns 反應時間確保光脈衝清晰明確,讓感應器電子設備即使喺高速下也能可靠地區分脈衝,最大限度地減少誤觸發,並實現對非常快速移動物體嘅準確計數。

12. 工作原理

紅外線發射器係一種半導體二極管。當施加正向電壓時,電子會喺器件嘅有源區內與電洞複合,以光子形式釋放能量。半導體結構中使用嘅特定材料決定咗發射光嘅波長。對於 LTE-3677,呢個過程會產生波長約為 875 nm 嘅近紅外光譜光子,人眼睇唔到,但可以被矽光電二極管同其他紅外線敏感感應器檢測到。透明環氧樹脂封裝充當透鏡,將輸出光束塑造成指定嘅視角。

13. 技術趨勢

光電領域持續向更高效率、更高速度同更大集成度發展。與 LTE-3677 等器件相關嘅趨勢包括:功率同效率提升:新嘅半導體材料同結構旨在每單位電輸入提供更多光功率,減少熱量產生。更細小外形尺寸:微型化趨勢推動表面貼裝器件封裝,其性能與通孔類型相似或更好。速度增強:研究持續推動紅外線發射器嘅調製速度,以實現更快嘅數據通信,例如 Li-Fi 或高速光互連。波長特異性:開發具有更窄光譜線寬嘅發射器,用於氣體感應同光譜分析等應用。

LED規格術語詳解

LED技術術語完整解釋

一、光電性能核心指標

術語 單位/表示 通俗解釋 點解重要
光效(Luminous Efficacy) lm/W(流明/瓦) 每瓦電能發出嘅光通量,越高越慳電。 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。
光通量(Luminous Flux) lm(流明) 光源發出嘅總光量,俗稱"光亮度"。 決定燈具夠唔夠光。
發光角度(Viewing Angle) °(度),例如120° 光強降至一半時嘅角度,決定光束闊窄。 影響光照範圍同均勻度。
色溫(CCT) K(開爾文),例如2700K/6500K 光嘅顏色冷暖,低值偏黃/暖,高值偏白/冷。 決定照明氣氛同適用場景。
顯色指數(CRI / Ra) 無單位,0–100 光源還原物體真實顏色嘅能力,Ra≥80為佳。 影響色彩真實性,用於商場、美術館等高要求場所。
色容差(SDCM) 麥克亞當橢圓步數,例如"5-step" 顏色一致性嘅量化指標,步數越細顏色越一致。 保證同一批燈具顏色冇差異。
主波長(Dominant Wavelength) nm(納米),例如620nm(紅) 彩色LED顏色對應嘅波長值。 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。
光譜分佈(Spectral Distribution) 波長 vs. 強度曲線 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 影響顯色性同顏色品質。

二、電氣參數

術語 符號 通俗解釋 設計注意事項
順向電壓(Forward Voltage) Vf LED點亮所需嘅最小電壓,類似"啟動門檻"。 驅動電源電壓需≥Vf,多個LED串聯時電壓累加。
順向電流(Forward Current) If 使LED正常發光嘅電流值。 常採用恆流驅動,電流決定亮度同壽命。
最大脈衝電流(Pulse Current) Ifp 短時間內可承受嘅峰值電流,用於調光或閃光。 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制,否則過熱損壞。
反向電壓(Reverse Voltage) Vr LED能承受嘅最大反向電壓,超過則可能擊穿。 電路中需防止反接或電壓衝擊。
熱阻(Thermal Resistance) Rth(°C/W) 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力,值越低散熱越好。 高熱阻需更強散熱設計,否則結溫升高。
靜電放電耐受(ESD Immunity) V(HBM),例如1000V 抗靜電打擊能力,值越高越不易被靜電損壞。 生產中需做好防靜電措施,尤其高靈敏度LED。

三、熱管理與可靠性

術語 關鍵指標 通俗解釋 影響
結溫(Junction Temperature) Tj(°C) LED芯片內部嘅實際工作溫度。 每降低10°C,壽命可能延長一倍;過高導致光衰、色漂移。
光衰(Lumen Depreciation) L70 / L80(小時) 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 直接定義LED嘅"使用壽命"。
流明維持率(Lumen Maintenance) %(例如70%) 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。
色漂移(Color Shift) Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 使用過程中顏色嘅變化程度。 影響照明場景嘅顏色一致性。
熱老化(Thermal Aging) 材料性能下降 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。

四、封裝與材料

術語 常見類型 通俗解釋 特點與應用
封裝類型 EMC、PPA、陶瓷 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 EMC耐熱好、成本低;陶瓷散熱優、壽命長。
芯片結構 正裝、倒裝(Flip Chip) 芯片電極佈置方式。 倒裝散熱更好、光效更高,適用於高功率。
螢光粉塗層 YAG、硅酸鹽、氮化物 覆蓋喺藍光芯片上,部分轉化為黃/紅光,混合成白光。 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。
透鏡/光學設計 平面、微透鏡、全反射 封裝表面嘅光學結構,控制光線分佈。 決定發光角度同配光曲線。

五、質量控制與分檔

術語 分檔內容 通俗解釋 目的
光通量分檔 代碼例如 2G、2H 按亮度高低分組,每組有最小/最大流明值。 確保同一批產品亮度一致。
電壓分檔 代碼例如 6W、6X 按順向電壓範圍分組。 便於驅動電源匹配,提高系統效率。
色區分檔 5-step MacAdam橢圓 按顏色坐標分組,確保顏色落喺極細範圍內。 保證顏色一致性,避免同一燈具內顏色不均。
色溫分檔 2700K、3000K等 按色溫分組,每組有對應嘅坐標範圍。 滿足唔同場景嘅色溫需求。

六、測試與認證

術語 標準/測試 通俗解釋 意義
LM-80 流明維持測試 喺恆溫條件下長期點亮,記錄亮度衰減數據。 用於推算LED壽命(結合TM-21)。
TM-21 壽命推演標準 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 提供科學嘅壽命預測。
IESNA標準 照明工程學會標準 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 行業公認嘅測試依據。
RoHS / REACH 環保認證 確保產品不含有害物質(例如鉛、汞)。 進入國際市場嘅准入條件。
ENERGY STAR / DLC 能效認證 針對照明產品嘅能效同性能認證。 常用於政府採購、補貼項目,提升市場競爭力。