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紅外線發射LED LTE-1650 規格書 - 透明封裝 - 正向電壓1.6V - 功率100mW - 粵語技術文件

LTE-1650紅外線發射LED技術規格書。特點包括高電流驅動能力、低正向電壓、廣視角同透明封裝。包含絕對最大額定值、電氣/光學特性同性能曲線。
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1. 產品概覽

LTE-1650係一款微型、頂視式紅外線發射器,專為需要高電流驅動同低正向電壓特性嘅應用而設計。佢主要功能係發射峰值波長為940納米嘅紅外線光。呢個元件採用透明塑膠封裝,係各種光電系統嘅高性價比解決方案。呢個元件嘅核心優勢包括能夠處理顯著嘅脈衝電流、低電壓操作(可以降低驅動電路嘅功耗)同埋廣視角(簡化終端應用中嘅光學對準)。佢主要針對遙控系統、接近感應器、物件檢測同工業自動化等需要可靠紅外線信號傳輸嘅市場。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

為確保可靠性同使用壽命,呢個元件喺嚴格限制內操作。喺環境溫度(TA)為25°C時,最大連續功耗為100 mW。喺脈衝條件下(每秒300個脈衝,脈衝寬度10微秒),佢可以承受1安培嘅峰值正向電流。最大連續正向電流額定值為60 mA。反向電壓最高可達5伏特而唔會損壞接面。操作溫度範圍係-40°C至+85°C,而儲存溫度範圍更闊,由-55°C至+100°C,顯示出強勁嘅環境耐受性。喺距離封裝主體1.6mm處測量時,引腳可以喺260°C嘅溫度下焊接5秒。

2.2 電氣同光學特性

關鍵性能參數喺TA=25°C下測量。輸出特性由孔徑輻射照度(Ee,單位mW/cm²)同輻射強度(IE,單位mW/sr)共同描述,兩者都喺正向電流(IF)為20mA下測試。呢啲參數有分級(見第3節)。峰值發射波長(λP)通常為940 nm,屬於近紅外光譜,對人眼不可見,非常適合許多感應同通訊應用。譜線半寬(Δλ)為50 nm,定義咗發射光嘅光譜純度。正向電壓(VF)喺IF=50mA時通常為1.6伏特,最大值為1.8V,確認咗佢嘅低電壓操作特性。反向電流(IR)喺反向電壓(VR)為5V時最大為100 µA。視角(2θ1/2)為60度,提供廣闊嘅輻射模式。

3. 分級系統說明

LTE-1650採用主要基於輻射強度同孔徑輻射照度嘅性能分級系統。呢個系統將元件分為唔同嘅性能等級(A、B、C、D級),以確保同一生產批次內嘅一致性。例如,喺IF=20mA時,A級元件嘅輻射強度範圍為1.383至4.06 mW/sr,而D級元件則由5.11 mW/sr起。咁樣設計師就可以根據其檢測器嘅特定靈敏度要求或應用所需嘅信號強度來選擇合適嘅元件。呢份規格書中冇明確指出正向電壓或波長嘅分級;波長僅指定為940nm嘅典型值。

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾幅圖表說明關鍵關係。圖1顯示光譜分佈,繪製相對輻射強度與波長嘅關係。呢條曲線確認咗940nm嘅峰值同50nm嘅光譜寬度。圖2描繪正向電流與環境溫度嘅關係,顯示最大允許連續電流點樣隨環境溫度升高而降低,以保持喺功耗限制內。圖3係正向電流與正向電壓(I-V)曲線,展示咗二極管嘅典型指數關係同佢嘅低VF特性。圖4顯示相對輻射強度點樣隨環境溫度變化,通常顯示輸出隨溫度升高而下降。圖5說明相對輻射強度點樣隨正向電流變化,顯示驅動電流同光輸出之間嘅非線性關係。最後,圖6係輻射圖,係一個極座標圖,直觀地表示60度視角,顯示發射紅外線光嘅角度分佈。

5. 機械同封裝資訊

呢個元件採用微型塑膠頂視式封裝。關鍵尺寸註明包括:所有尺寸單位為毫米,除非另有說明,一般公差為±0.25mm。法蘭下方嘅樹脂可能凸出最多1.5mm。引腳間距喺引腳離開封裝主體嘅位置測量。封裝係透明嘅,對於發射器可能可見或需要識別芯片確切位置以進行光學對準嘅應用非常有益。頂視式設計意味住主要光線發射來自封裝嘅頂部表面。

6. 焊接同組裝指引

提供嘅主要焊接規格係針對引腳焊接溫度。喺距離封裝主體1.6mm(0.063英寸)處測量時,引腳可以承受260°C嘅溫度5秒。呢個係波峰焊或手工焊接過程嘅關鍵參數。對於回流焊,通常可以使用適用於塑膠封裝元件嘅標準紅外線(IR)或對流回流焊溫度曲線,但封裝主體最高溫度唔應該長時間超過100°C嘅儲存溫度上限。建議喺組裝期間同之後避免對引腳施加機械應力。適當嘅儲存條件包括將元件存放喺乾燥、防靜電嘅環境中,並處於指定嘅儲存溫度範圍(-55°C至+100°C)內,以防止吸濕或其他劣化。

7. 包裝同訂購資訊

具體包裝格式(例如帶裝、散裝)喺提供嘅內容中冇詳細說明。零件編號明確標識為LTE-1650。規格書本身嘅參考編號為:Spec No.: DS-50-95-0017, Revision B。分級代碼(A、B、C、D)將係訂購資訊嘅關鍵部分,以確保供應正確嘅性能等級。設計師訂購時必須指定所需嘅級別,以保證其應用所需嘅輻射強度特性。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

LTE-1650非常適合多種應用。佢嘅高脈衝電流能力令佢成為紅外線遙控發射器嘅理想選擇,呢類應用使用短暫、高功率嘅脈衝來傳輸信號。廣視角喺接近感應同物件檢測中具有優勢,因為發射器同檢測器之間嘅精確對準可能無法完美控制。佢可以用於工業自動化中進行計數、分類或位置感應。其他潛在用途包括短距離數據傳輸、安全系統光束中斷同非接觸式開關。

8.2 設計考慮因素

使用LTE-1650進行設計時,必須考慮幾個因素。驅動電路必須將連續電流限制喺60mA或以下,並遵守較高環境溫度下嘅降額曲線。對於脈衝操作,確保脈衝寬度同佔空比唔會導致平均功耗超過100mW。低正向電壓允許佢直接由低壓邏輯(例如3.3V或5V系統)通過一個簡單嘅串聯限流電阻驅動。選擇唔同級別(A至D)將直接影響檢測器接收到嘅信號強度;較高級別提供更高強度,可以改善信噪比或允許更長嘅工作距離。透明封裝唔會過濾光線,因此如果需要阻擋特定波長,可能需要外部光學濾波器。喺正常操作條件下,呢種封裝通常唔需要散熱片,但電路板佈局應允許通過引腳進行一定嘅散熱。

9. 技術比較同區別

與標準紅外線發射器相比,LTE-1650嘅關鍵區別優勢在於佢結合咗高電流能力(1A脈衝,60mA連續)同低正向電壓(通常1.6V)。許多紅外線發射器會犧牲其中一項。呢種結合令佢效率更高,更容易由常見電源驅動。60度廣視角係另一個相對於窄角發射器嘅顯著優勢,降低咗組裝同最終產品使用中對準精度嘅要求。透明封裝唔提供固有嘅波長過濾,呢點根據應用可能係優點或缺點;佢提供芯片嘅完整光譜輸出,而有色封裝可能會吸收部分所需嘅紅外線或某些芯片發出嘅可見紅光。

10. 常見問題解答(基於技術參數)

問:我可以直接用5V微控制器引腳驅動呢個LED嗎?

答:可以,但必須使用限流電阻。使用公式 R = (V電源- VF) / IF計算電阻值。例如,V電源=5V,VF=1.6V,期望IF=20mA,則 R = (5 - 1.6) / 0.02 = 170 歐姆。使用下一個標準值,例如180歐姆。

問:孔徑輻射照度(Ee)同輻射強度(IE)有咩區別?

答:輻射強度(IE,單位mW/sr)測量每單位立體角(球面度)發射嘅光功率,描述光束嘅聚焦程度。孔徑輻射照度(Ee,單位mW/cm²)係喺指定距離上入射到表面(如檢測器)上嘅功率密度,取決於強度同距離/幾何形狀。IE係光源嘅屬性;Ee係檢測器接收到嘅量。

問:溫度點樣影響性能?

答:如曲線所示,環境溫度升高會降低最大允許連續正向電流(圖2),並且通常會降低喺給定電流下嘅輻射輸出(圖4)。正向電壓亦具有負溫度係數(隨溫度升高而降低),喺恆流驅動設計中應考慮呢一點。

問:點解呢個元件要分級?

答:製造差異會導致個別LED之間嘅光輸出效率略有不同。分級將佢哋分為唔同嘅性能組別(A、B、C、D),以便設計師可以為其電路選擇一致嘅性能水平,確保系統行為可預測。

11. 實際應用案例分析

案例:簡單物件檢測感應器。一個常見用途係用於調製紅外線檢測系統,以避免環境光干擾。LTE-1650通過晶體管開關由38kHz方波(紅外線接收器嘅常見頻率)驅動,允許脈衝電流高達1A額定值以進行強信號傳輸。佢與相應嘅38kHz調諧紅外線光電檢測器配對使用。LTE-1650嘅60度廣視角允許發射器同檢測器並排放置喺PCB上,佢哋嘅視場喺感應器前方重疊。當物件進入呢個重疊區域時,佢會將調製嘅紅外線光從發射器反射到檢測器。系統電子設備隨後檢測呢個反射信號。對於呢種反射式感應模式,會選擇C級或D級LED嘅高輸出,以確保有足夠嘅信號返回到檢測器。低正向電壓允許整個電路(包括LED驅動器)由單一3.3V或5V電源軌供電。

12. 工作原理

LTE-1650係一種半導體發光二極管(LED)。佢嘅工作原理基於半導體p-n結中嘅電致發光。當施加正向電壓時,來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅電洞被注入到結區域。當呢啲電荷載子復合時,佢哋會釋放能量。喺呢個特定元件中,半導體材料(通常基於砷化鋁鎵,AlGaAs)經過設計,使呢種能量主要作為峰值波長約為940 nm嘅紅外線光子釋放。透明環氧樹脂封裝包裹住半導體芯片,提供機械保護,並充當透鏡,將發射光塑造成指定嘅60度視角圖案。

13. 技術趨勢同背景

像LTE-1650呢類紅外線發射器代表咗一種成熟可靠嘅技術。呢個領域嘅當前趨勢集中於提高效率(每單位電輸入功率嘅光輸出更多)、實現更高調製速度以進行更快數據傳輸,以及進一步小型化封裝。另一個趨勢係將發射器與驅動電路甚至檢測器集成到單一模組中,以簡化系統設計。940nm波長仍然非常受歡迎,因為佢喺矽檢測器靈敏度(峰值約喺900-1000nm)同大氣中低吸收之間取得良好平衡。雖然新材料可能提供略有不同嘅波長選項或更高效率,但像LTE-1650呢類元件嘅基本原理同應用領域仍然穩定,並廣泛應用於消費電子、工業控制同汽車系統中。

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。