LTL-E7939Q2K 紅外線LED燈技術規格書 - 通孔封裝 - 波長850nm - 輻射強度20mW/sr - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件提供咗一款高性能、通孔安裝嘅紅外線發光二極管嘅完整技術規格。呢款器件專為需要可靠且強勁嘅紅外線光源嘅應用而設計，典型波長為850納米。佢採用透明透鏡，並使用AlGaAs（砷化鋁鎵）半導體技術製造，非常適合高效嘅紅外線發射。產品符合RoHS指令，表示唔含有鉛（Pb）等有害物質。其核心優勢包括高速運作、高輻射功率輸出，以及由於低電流需求而與標準集成電路兼容。佢適用於各種電子設備領域中嘅印刷電路板或面板上嘅靈活安裝。

2. 技術參數深入分析

2.1 絕對最大額定值

器件嘅操作極限喺環境溫度為25°C下定義。超出呢啲額定值可能會導致永久性損壞。

• 功耗：最大120 mW。
• 峰值正向電流：脈衝條件下最大1 A（每秒300個脈衝，脈衝寬度10 μs）。
• 直流正向電流：連續操作最大60 mA。
• 反向電壓：最大5 V。施加更高嘅反向電壓可能會擊穿LED結。
• 工作溫度範圍：-30°C 至 +85°C。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。
• 引腳焊接溫度：距離LED主體2.0mm處測量，最高260°C，最長5秒。

2.2 電氣及光學特性

呢啲參數喺環境溫度為25°C時指定，代表器件嘅典型性能。

• 輻射強度：當正向電流為20mA時，最小為20.0 mW/sr。實際值應考慮±15%嘅公差。具體分類代碼標示喺產品包裝袋上。
• 視角：典型值為25度，最小值為18度。呢個係輻射強度下降到其軸向峰值一半時嘅全角。
• 峰值波長：典型值為850 nm，屬於近紅外光譜。
• 光譜線半寬度：典型值為40 nm。呢個定義咗發射光嘅光譜帶寬。
• 正向電壓：典型值為1.3V，當IF = 20mA時最大為1.65V。
• 反向電流：當施加5V反向電壓時，最大為10 μA。

3. 性能曲線分析

規格書包含多條典型特性曲線，可以更深入了解器件喺唔同條件下嘅行為。呢啲對於電路設計同熱管理非常寶貴。

3.1 光譜

光譜分佈曲線顯示咗圍繞850nm峰值喺唔同波長下嘅發光強度。40nm嘅半寬度表示發射光嘅擴散範圍。

3.2 正向電壓 vs. 正向電流

呢條IV曲線說明咗LED兩端電壓同流經電流之間嘅關係。佢係非線性嘅，係二極管嘅典型特徵。設計師用呢個來確定目標工作電流所需嘅驅動電壓。

3.3 相對輻射功率 vs. 正向直流電流

呢條曲線顯示咗光輸出功率如何隨直流驅動電流增加而增加。佢有助於選擇適當嘅工作點，以實現所需亮度，同時管理功耗。

3.4 相對輻射功率 vs. 峰值電流

對於脈衝操作，呢條曲線展示咗脈衝中峰值電流同產生嘅輻射功率輸出之間嘅關係，呢個對於紅外線數據傳輸等應用至關重要。

3.5 相對輻射功率 vs. 溫度

呢係一條關鍵嘅熱性能曲線。佢顯示咗光輸出如何隨環境（或結）溫度升高而降低。理解呢個降額對於設計喺指定溫度範圍內保持穩定性能嘅系統至關重要。

3.6 指向性

指向性或輻射模式曲線直觀地表示咗視角，顯示強度如何圍繞LED中心軸空間分佈。

4. 機械及封裝信息

4.1 封裝尺寸

器件係標準通孔LED封裝。關鍵尺寸註記包括：

• 所有尺寸單位為毫米（括號內為英寸）。
• 除非另有說明，一般公差為±0.25mm。
• 法蘭下方樹脂嘅最大凸出為1.0mm。
• 引腳間距喺引腳從封裝主體伸出嘅位置測量。

具體尺寸圖喺規格書中參考，詳細說明主體直徑、引腳長度同間距。

4.2 極性識別

對於通孔LED，極性通常由引腳長度（較長引腳通常係陽極）或LED透鏡邊緣嘅平面標記表示。規格書嘅機械圖會指定確切嘅識別方法。

5. 焊接及組裝指引

正確處理對於確保可靠性同防止損壞至關重要。

5.1 引腳成型

• 彎曲必須喺距離LED透鏡底座至少3mm嘅位置進行。
• 彎曲時唔可以用引線框架嘅底座作為支點。
• 引腳成型應該喺正常室溫下進行，並且喺焊接過程之前完成。
• 喺PCB插入期間，使用最小必要嘅壓緊力，以避免對LED主體施加過度嘅機械應力。

5.2 焊接過程

• 保持從透鏡底座到焊接點至少有2mm嘅最小間距。
• 避免將透鏡浸入焊料中。
• 當LED因焊接而處於高溫時，唔好對引腳施加外部應力。

推薦焊接條件：

• 電烙鐵：最高溫度350°C，最長時間3秒（僅限一次性焊接）。
• 波峰焊：
  • 預熱：最高100°C，最長60秒。
  • 焊波：最高260°C，最長5秒。

重要注意：過高嘅焊接溫度或時間會導致透鏡變形或造成災難性嘅LED故障。紅外線回流焊唔適用於呢種通孔型LED。

5.3 清潔

如果需要清潔，請使用酒精類溶劑，例如異丙醇。

5.4 儲存

為獲得最佳儲存壽命：

• 儲存環境唔應該超過30°C同70%相對濕度。
• 從原裝保護包裝中取出嘅LED應喺三個月內使用。
• 對於喺原包裝外長期儲存，請存放喺帶有乾燥劑嘅密封容器中或氮氣吹掃嘅乾燥器中。

6. 驅動方法及電路設計

LED係電流驅動器件。為確保穩定嘅光輸出，特別係驅動多個LED時，適當嘅電流調節至關重要。

• 推薦電路（電路A）：將限流電阻串聯喺每個LED上。呢係首選方法，因為佢可以補償單個LED之間正向電壓特性嘅微小差異，確保陣列中所有器件亮度均勻。
• 唔推薦嘅電路（電路B）：唔建議將多個LED直接並聯，共用一個限流電阻。由於每個LED嘅I-V曲線存在自然差異，電流（同亮度）將無法均勻分佈，導致部分LED比其他更亮。

7. 靜電放電保護

呢個組件對靜電放電敏感。ESD可能導致立即或潛在損壞，表現為高反向漏電流、異常低嘅正向電壓，或喺低電流下無法發光。

預防措施：

• 操作人員處理LED時應佩戴導電腕帶或防靜電手套。
• 所有設備、工作站同機器必須正確接地。
• 使用離子發生器來中和可能因處理摩擦而積聚喺塑料透鏡表面嘅靜電荷。

ESD損壞驗證：通過測試發光同喺低測試電流下測量正向電壓來檢查可疑LED。

8. 包裝及訂購信息

8.1 包裝規格

產品採用多級包裝系統供應：

• 基本單位：每防靜電包裝袋1,000件。
• 內盒：包含6個包裝袋，總共6,000件。
• 外箱：包含8個內盒，總共48,000件。

8.2 零件編號結構

零件編號LTL-E7939Q2K編碼咗關鍵屬性：

• LTL：產品系列標識符。
• E7939：特定器件型號/系列。
• Q2K：可能表示根據包裝袋上標示嘅分類代碼（例如，強度喺18-21.5 mW/sr最小值範圍，視角20-29度典型值）進行嘅輻射強度和/或視角分檔。

9. 應用建議及設計考慮

9.1 典型應用場景

呢款高功率850nm紅外線LED適用於多種應用，包括但不限於：

• 紅外線照明：適用於安防攝像頭、夜視系統同低光條件下嘅機器視覺。
• 光學感測：接近感測器、物體檢測同循線機器人。
• 數據傳輸：紅外線數據鏈路、遙控器（高功率可擴展範圍）同光學編碼器。
• 工業自動化：位置感測、計數同遮斷光束感測器。

9.2 設計考慮

• 熱管理：雖然器件可以處理120mW，但喺最大直流電流或接近最大直流電流下運作會產生熱量。如果喺高環境溫度環境中使用，請確保足夠嘅PCB銅面積或散熱，以防止性能下降並延長使用壽命。
• 光學設計：25度嘅典型視角提供相對集中嘅光束。對於更寬嘅覆蓋範圍，可能需要二次光學器件（擴散器）。對於更長距離，可以使用透鏡來準直光束。
• 驅動電路：始終使用恆流驅動器或串聯電阻。根據電源電壓、LED嘅典型正向電壓同所需工作電流計算電阻值：R = (Vs - Vf) / If。考慮Vf公差同電源電壓變化。
• 電路中嘅ESD保護：喺容易發生ESD嘅環境中，考慮喺連接LED嘅線路上添加瞬態電壓抑制二極管或其他保護組件。

10. 技術比較及差異化

與標準可見光LED或低功率紅外線LED相比，呢款器件具有明顯優勢：

• 高輻射強度：最小20 mW/sr為感測同照明提供強勁嘅信號強度，允許更長嘅操作距離或更低嘅接收器靈敏度要求。
• 高速能力：能夠喺短脈衝內處理1A峰值電流，使其適合調製數據傳輸應用。
• RoHS合規：符合現代無鉛製造嘅環保法規。
• 與某些表面貼裝替代方案相比，通孔封裝提供穩固嘅機械連接同出色嘅PCB熱傳導，對高功率運作有益。11. 常見問題解答

11.1 輻射強度同發光強度有咩唔同？

輻射強度測量每立體角嘅實際光功率，唔受人眼靈敏度影響。用於紅外線同紫外線器件。發光強度根據人眼明視覺響應加權，以坎德拉或毫坎德拉為單位。只對可見光有意義。呢款紅外線LED正確地用mW/sr指定。

11.2 我可以直接用3.3V或5V微控制器引腳驅動呢個LED嗎？

微控制器引腳嘅電流供應/吸收能力有限，唔係為恆流驅動而設計。直接連接LED可能會使引腳過載、損壞微控制器，並向LED提供不受控制嘅電流。始終使用帶串聯電阻或專用LED驅動IC嘅驅動電路。

No.11.3 點解輻射強度有±15%公差？

呢係半導體製造過程中固有嘅正常變化。LED根據測量強度進行分檔。包裝袋上嘅特定"分類代碼"表示LED屬於邊個強度檔，允許設計師為其應用選擇性能一致嘅部件。

11.4 接收器需要紅外線濾光片嗎？

喺許多應用中，係需要嘅。喺接收器上使用850nm帶通濾光片可以通過阻擋環境可見光同其他唔需要嘅紅外線源來顯著提高信噪比，使系統更可靠，特別係喺日光條件下。

12. 實際應用示例

設計案例：簡單紅外線接近感測器

目標：

檢測10cm內嘅物體。設計：

發射器電路： 1. 使用20mA恆流驅動LTL-E7939Q2K LED。使用5V電源同典型Vf 1.3V，計算串聯電阻：R = (5V - 1.3V) / 0.020A = 185歐姆。使用標準180或200歐姆電阻。 2.接收器電路：將對850nm光敏感嘅矽光電晶體或光電二極管放置喺距離LED幾厘米遠嘅地方，並對齊喺同一軸線上。使用反向偏置光電二極管配合跨阻放大器，或簡單開關配置中嘅光電晶體。 3.操作：LED持續發射紅外線光。當物體進入檢測區域時，佢會反射部分光線返接收器。接收器嘅輸出信號增加，可以由比較器或微控制器ADC讀取以觸發動作。 4.考慮事項：屏蔽接收器免受發射器直接照射以防止飽和。使用調製光同接收器中嘅同步檢測電路，使系統免受環境光波動影響。13. 工作原理

呢款器件係基於AlGaAs半導體結嘅發光二極管。當施加超過結閾值嘅正向電壓時，電子同電洞被注入跨越結。佢哋嘅復合以光子形式釋放能量。AlGaAs半導體材料嘅特定成分決定咗帶隙能量，直接對應發射光子嘅波長——喺呢個情況下約為850nm，屬於電磁波譜嘅近紅外區域，人眼睇唔到。

14. 技術趨勢

紅外線LED技術持續發展。行業嘅一般趨勢包括：

效率提升：

• 開發新半導體材料同外延結構以實現更高電光轉換效率，減少熱量產生同功耗。更高功率密度：
• 封裝同熱管理嘅進步允許更細嘅器件處理更高驅動電流，實現更緊湊同更強大嘅紅外線照明系統。波長多樣化：
• 雖然850nm同940nm常見，但針對特定應用有發展，例如用於醫療嘅810nm或針對特定感測器靈敏度優化嘅波長。集成化：
• 趨勢係將LED驅動電路、保護組件，有時甚至感測器集成到更緊湊嘅模組或系統級封裝解決方案中，以簡化最終用戶設計。呢啲趨勢旨在為機器視覺、生物特徵感測、LiDAR同光通信等不斷增長嘅市場提供更可靠、高效同針對應用嘅解決方案。

These trends aim to provide more reliable, efficient, and application-specific solutions for the growing markets in machine vision, biometric sensing, LiDAR, and optical communication.