目錄
1. 產品概覽
LTH-301-07係一款緊湊型槽式光遮斷器模組，專為非接觸式開關應用而設計。佢將一個紅外線發光二極管（LED）同一個光電晶體集成喺單一外殼內，中間由一個物理間隙分隔。基本工作原理係透過遮斷從發射器傳到檢測器嘅紅外線光束。當有不透明物體進入槽位時，就會阻斷光路，導致光電晶體嘅輸出狀態改變。相比機械開關，呢種設計提供咗可靠、無磨損嘅感測機制。
其核心優勢包括：由於冇活動部件而具有高可靠性、適合檢測快速運動嘅高速開關速度，以及精準嘅位置感測。呢款器件專為直接PCB安裝或使用雙列直插式插座而設計，提供組裝靈活性。典型目標市場同應用涵蓋辦公室自動化設備，例如傳真機、影印機、打印機同掃描器，用於紙張檢測、邊緣感測同位置編碼。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。
- 輸入LED：最大連續順向電流為50 mA。喺脈衝條件下（300 pps，10 μs脈衝寬度），峰值順向電流可達1 A。最大功耗為80 mW，反向耐壓限制為5 V。
- 輸出光電晶體：集極-射極電壓額定值為30 V，而射極-集極電壓為5 V。最大集極電流為20 mA，功耗限制為100 mW。
- 溫度極限：工作溫度範圍指定為-25°C至+85°C，儲存範圍更寬，為-40°C至+100°C。喺距離外殼1.6mm處測量時，引腳焊接溫度喺5秒內不得超過260°C。
2.2 電氣同光學特性
呢啲參數定義咗器件喺環境溫度（TA）為25°C嘅正常工作條件下嘅性能。
- 輸入LED順向電壓（VF）：當以順向電流（IF）20 mA驅動時，典型值為1.2 V，最大值為1.6 V。呢個低電壓適合低功耗邏輯電路。
- 輸出光電晶體暗電流（ICEO）：當冇光入射時，保證漏電流喺VCE=10V條件下小於100 nA，確保良好嘅關斷狀態。
- 耦合器性能：關鍵參數係導通狀態集極電流（IC(ON)），當LED以IF=20mA驅動且VCE=5V時，保證至少為0.6 mA。喺呢啲條件下，集極-射極飽和電壓（VCE(SAT)）最大值為0.4 V，表示良好嘅低電阻導通狀態。
- 開關速度：響應時間以上升時間（Tr）同下降時間（Tf）表徵。典型值分別為3 μs同4 μs，最大值為15 μs同20 μs。呢個速度對於許多中速感測同計數應用嚟講已經足夠。
3. 機械同封裝資訊
器件採用標準通孔封裝。規格書中提供咗外形尺寸，所有尺寸均以毫米為單位。主體尺寸（不包括引腳）約為長4.0mm、闊3.2mm、高2.5mm。槽隙寬度係決定可檢測物體大小嘅關鍵尺寸。引腳間距適合標準雙列直插式安裝。極性由外殼嘅物理形狀同/或標記表示；較長嘅引腳通常對應LED嘅陽極。必須參考尺寸圖，以精確確定槽位相對於PCB邊緣同其他元件嘅位置。
4. 焊接同組裝指引
4.1 焊接過程
正確焊接對於防止損壞塑料外殼同內部元件至關重要。外殼唔可以浸入焊錫中。喺器件高溫焊接期間，唔應該對引腳施加任何外部應力。
- 手動焊接（烙鐵）：建議最高溫度為350°C，每個引腳焊接時間唔超過3秒。烙鐵頭應距離外殼底座至少2mm。
- 波峰焊接：建議使用特定嘅溫度曲線。預熱溫度唔應超過100°C，持續最多60秒。焊錫波溫度最高應為260°C，接觸時間為5秒或更少。浸錫位置必須確保焊錫唔會上升到距離外殼底座2mm以內。
4.2 儲存條件同保存期限
為保持可焊性同器件完整性，必須嚴格遵守儲存條件。理想儲存環境係溫度低於30°C，相對濕度低於70%。元件應喺交貨日期後3個月內組裝。如需喺原包裝中長期儲存，應將佢哋存放喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境乾燥器中，但唔超過一年。一旦防潮袋被打開，元件必須喺受控環境（<25°C，<60% RH）中喺3個月內使用。應避免喺高濕度環境中發生快速溫度變化，以防止冷凝，導致引腳氧化。如果唔符合儲存條件，使用前需要進行可焊性評估。
5. 應用備註同設計考慮
5.1 典型應用電路
最常見嘅配置係將光遮斷器用作數位開關。一個限流電阻與輸入LED串聯，根據電源電壓（VCC）、所需順向電流（IF，例如20mA）同LED嘅順向電壓（VF~1.2V）計算得出：Rlimit= (VCC- VF) / IF。輸出光電晶體通常連接一個上拉電阻（RL）從集極到VCC。射極接地。當光路暢通時，光電晶體導通，將集極輸出電壓拉低（接近VCE(SAT)）。當光路被遮斷時，光電晶體關斷，輸出被RL拉高。RL嘅值會影響輸出電壓擺幅同開關速度；較低嘅值提供更快嘅速度，但電流消耗更高。
5.2 設計考慮
- 抗環境光能力：由於器件使用調製紅外光（由其快速開關速度暗示），佢對穩定環境光有良好嘅抑制能力。然而，對於關鍵應用，可能需要額外嘅屏蔽或外殼設計來阻擋直射陽光或其他強烈紅外光源。
- 物體特性：感測可靠性取決於物體對紅外波長嘅不透明度。透明或高反射材料可能無法可靠地遮斷光束。
- 對準：為確保操作一致，必須將物體路徑與槽位進行精確嘅機械對準。槽寬定義咗可靠觸發所需嘅最小物體尺寸。
- 防彈跳：電氣輸出可能需要軟件或硬件防彈跳處理，特別係如果與可能產生抖動或振動嘅機械部件一齊使用時。
6. 性能曲線同圖形數據
規格書參考咗典型特性曲線，呢啲對於詳細設計分析至關重要。雖然具體圖表未喺文本中複製，但通常包括：
- 順向電流 vs. 順向電壓（IF-VF）：顯示輸入LED嘅關係，有助於計算唔同驅動電流下嘅精確壓降。
- 集極電流 vs. 集極-射極電壓（IC-VCE）：以入射光強度（或LED驅動電流）為參數嘅輸出光電晶體曲線族。呢個圖對於確定工作點同負載電阻值至關重要。
- 電流傳輸比（CTR） vs. 順向電流：CTR係輸出集極電流與輸入LED電流之比（IC/IF）。呢條曲線顯示效率如何隨驅動電流變化，有助於優化功耗同輸出信號強度嘅設計。
- 溫度依賴性：顯示順向電壓、集極電流或CTR等參數喺工作溫度範圍內如何變化嘅曲線。呢個對於確保喺非環境溫度下可靠運行至關重要。
7. 常見問題（FAQ）
7.1 光遮斷器同光反射器有咩唔同？
光遮斷器（或透射式感測器）嘅發射器同檢測器隔住一個間隙面對面。當物體阻擋光束時被檢測到。光反射器（或反射式感測器）嘅發射器同檢測器並排，面向同一方向。當物體將發射嘅光反射回檢測器時被檢測到。LTH-301-07係一款槽型光遮斷器。
7.2 我可唔可以唔用限流電阻，直接用電壓驅動LED？
唔可以。LED係電流驅動器件。將佢直接連接到超過其順向電壓嘅電壓源會導致過大電流流過，可能損壞佢。必須串聯一個電阻嚟設定工作電流。
7.3 點解儲存濕度條件咁重要？
電子元件嘅塑料封裝會從空氣中吸收水分。喺高溫焊接過程中，呢啲吸收嘅水分會迅速膨脹，導致內部分層、開裂或爆米花現象，從而損壞器件。指定嘅儲存條件同烘烤要求（如果暴露）就係為咗防止呢種情況。
7.4 我點樣選擇光電晶體上嘅上拉電阻（RL）值？
選擇涉及權衡。較細嘅RL提供更快嘅上升時間（因為佢更快為電路電容充電）同更強嘅低信號，但當晶體管導通時消耗更多功率。較大嘅RL節省功率，但會減慢開關速度並導致上拉能力較弱。一個常見嘅起點係介乎1kΩ到10kΩ之間，但規格書用於速度測量嘅測試條件RL=100Ω表明佢可以驅動相對較低嘅阻抗。
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。 |