CN104618027A - 新型远程监控专用1w大功率led红外线发射管 - Google Patents
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Abstract
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管它的核心部分也是一个PN结,和普通二极管相比,在结构上不同的是,为了便于接受入射光照,PN结面积尽量做的大一些,电极面积尽量小些,而且PN结的结深很浅,一般小于1微米;光敏二极管是在反向电压作用之下工作的;没有光照时,反向电流很小(一般小于0.1微安),称为暗电流;当有光照时,携带能量的光子进入PN结后,把能量传给共价键上的束缚电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子—空穴对,称为光生载流子;它们在反向电压作用下参加漂移运动,使反向电流明显变大,光的强度越大,反向电流也越大;这种特性称为“光电导”;光敏二极管在一般照度的光线照射下,所产生的电流叫光电流;如果在外电路上接上负载,负载上就获得了电信号,而且这个电信号随着光的变化而相应变化。
Description
本发明新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管属于电子领域。
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管也称红外线发射二极管,属于二极管类。它是可以将电能直接转换成近红外光(不可见光)并能辐射出去的发光器件,主要应用于各种光电开关及遥控发射电路中。
红外线发射管的结构、原理与普通发光二极管相近,只是使用的半导体材料不同。
红外发光二极管通常使用砷化镓(GaAs)、砷铝化镓(GaAlAs)等材料,采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管普通的的红外线发射管外形和一般的可见光LED相似,但却是发出红外线。
其管压一般降约1.4v,工作电流一般小于20mA。为了适应不同的工作电压,回路中常常串有限流电阻。
发射红外线去控制相应的受控装置时,其控制的距离与发射功率成正比。为了增加红外线的控制距离,红外发光二极管工作于脉冲状态,因为脉动光(调制光)的有效传送距离与脉冲的风致电流成正比,只需尽量提高峰值Ip,就能增加红外光的发射距离。提高Ip的方法,是减小脉冲占空比,即压缩脉冲的宽度T,一些彩电红外遥控器,其红外发光管的工作脉冲占空比约为1/3-1/4;一些电器产品红外遥控器,其占空比是1/10。
减小脉冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。普通的红外发光二极管,其功率分为小功率(1mW-10mW)、中功率(20mW-50mW)和大功率(50mW-100mW以上)三大类。要使红外发光二极管产生调制光,只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时,受控装置中均有相应的红外光一电转换元件,如红外接收二极体,光电三极管等。
实用中已有红外发射和接收配对的二级管。新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管参数发射距离、发射角度(15度、30度、45度、60度、90度、120度、180度)、发射的光强度、波长。
以上为物理参数,需了解其电性能参数:市场上常用的直径3mm,5mm为小功率红外线发射管,8mm,10mm为中功率及大功率发射管。
小功率发射管正向电压:1.1-1.5V,电流20mA,中功率为正向电压:1.4-1.65V 50-100mA,大功率发射管为正向电压:1.5-1.9V200-350mA.。1-10W大功率红外线发射管可应用于红外监控照明。
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管应用红外线发射与接收的方式有两种,其一是直射式,其二是反射式。
直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端,中间相距一定距离;反射式指发光管与接收管并列一起,平时接收管始终无光照,只在发光管发出的红外光线遇到反射物时,接收管收到反射回来的红外光线才工作。
双管红外发射电路,可提高发射功率,增加红外发射的作用距离。
根据红外线发射管芯片的特性,依据不同波长可以得到更广泛的应用,例如:新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管
波长:940nm,适用于遥控器,例如家用电器的遥控器;
波长:808nm,适用于医疗器具,空间光通信,红外照明,固体雷射器的泵浦源;
波长:830nm,适用于高速路的自动刷卡系统(夜视系统最好,可以看到管芯上有一点红光,效果比850nm要好);
波长:840nm,适用于摄像机彩色变倍红外防水;
波长:850nm,适用于摄像头(视频拍摄)数位摄影,监控,楼寓对讲,防盗报警,红外防水;
波长:870nm,适用于商场,十字路口的摄像头。
市场红外线发射管的发光功率比可见光来得大,常被应用于通讯及感测器领域。遥控器需求成长有显著下降趋势,红外线发射管于是转往无线通讯的领域发展,通讯用的LED将有可能被广泛使用,尤其是电脑产品的数据传输领域。
因此 IrDA快速、可靠安全、干扰小的优点,使得IrDA成为短距离电脑无线数据传输的一项利器。在无线数据传输蓬勃发展的趋势下,IrDA与蓝芽一样备受注目,虽然IrDA具有对准角度小、不能有障碍物等缺点,但其可靠安全、干扰小的特性可望成为与蓝芽互补共同存在的无线数据传输技术,十分有利于电脑周边产品装置使用。
红外线发射管因功率较大,亦被用于取代激光在光纤通讯与打印机的用途上,其中LED用于建筑物的短距离光纤通讯发射、接收用途,因时候未到而尚无明显市场,而用于打印机的红外线发射管则备受瞩目,但LED光源打印机在追求高解析度上仍需要相当时间发展。
人们通常认为,红外线发射管是一个很小的市场,中国地区500家大型LED厂商中只有20%在生产红外线发射管,而且多数厂商红外线发射管产量只占其总产量的10-20%。但事实上,来自中国光学光电子行业协会的数据显示2012年大陆总体红外线发射管产量估计为53.1亿只左右,比2004年增长18%。由于电子和工业领域方面的需求仍然强劲,产业普遍预期红外线发射管产业将继续稳步发展,行业协会还预计今年产量还将上升18%,达到62.6亿只,生产厂商的数量也将增加到120家。
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管应保持清洁、完好状态,尤其是其前端的球面形发射部分既不能存在脏垢之类的污染物,更不能受到摩擦损伤,否则,从管芯发出的红外光将产生反射及散射现象,直接影响到红外光的传播。
在工作过程中其各项参数均不得超过极限值,因此在代换选型时应当注意原装管子的型号和参数,不可随意更换。另外,也不可任意变更红外发射管的限流电阻。
由于红外光波长的范围相当宽,故红外发发射管必须与红外接收管配对使用,否则将影响遥控的灵敏度,甚至造成失控。因此在代换选型时,要务必关注其所辐射红外光信号的波长参数。
封装材料的硬度较低,它的耐高温性能更差,为避免损坏,焊点应当昼远离引脚的根部,焊接温度也不能太高,时间更不宜过长,最好用金属镊子夹住引脚的根部,以散热。引脚弯折开关的定型应当在焊接之前完成,焊接期间管体与引脚均不得受力。焊接后的器件引线割断,需冷却后进行。
红外发射管的发光功率与光敏器件的灵敏度因封装而有角分布,使用时注意安装的指向调整,更换时亦应做相应调整。
注意管子的极性,管子不要与电路中的发热元件靠近。
常用的红外发光二极管(如se303.ph303),其外形和发光二极管LED相似,
发出红外光。管压降约1.4v,工作电流一般小于20mA。为了适应不同的工作电压,回路中常常串有限流电阻。
一些彩电红外遥控器,其红外发光管的工作脉冲占空比约为1/3-1/4;一些电器产品红外遥控器,其占空比是1/10。减小脉冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。常见的红外发光二极管,其功率分为小功率(1mW-10mW)、中功率(20mW-50mW)和大功率(50mW-100mW以上)三大类。要使红外发光二极管产生调制光,只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。
用红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时,受控装置中均有相应的红外光一电转换元件,如红外接收二极管,光电三极管等。实用中已有红外发射和接收配对的二极管。
参数应用红外线发光二极管由红外辐射效率高的材料(常用砷化镓GaAs)制成PN结,外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。光谱功率分布为中心波长830~950nm,半峰带宽约40nm左右。
其最大的优点是可以完全无红暴,(采用940~950nm波长红外管)或仅有微弱红暴(红暴为有可见红光)而延长使用寿命。光是一种电磁波,它的波长区间从几个纳米(1nm=10-9m)到1毫米(mm)左右。
人眼可见的只是其中一部分,我们称其为可见光,可见光的波长范围为380nm~780nm,可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光,波长比紫光短的称为紫外光,波长比红外光长的称为红外光。[1]
通常应用红外发射管波长:850nm、870Nnm、880nm、840nm、980nm
功率与红外发射管波长的关系:850nm>880nm>940nm
峰值波长:λp(nm发光体或物体在分光仪上所测量的能量分布,其峰值位置所对应的波长。
辐射强度(POWER):单位nm∕sr,表示红外管(IRLED)辐射红外能量的大小。
辐射强度(POWER)与输入电流(If)成正比,辐射强度与发射距离成反比。单位nm∕sr:红外线辐射强度单位,为发射管发射红外线光的单位立体角(sr)所辐射出的光功率的大小。人为的提高红外发射管的功率,只能暂时提升照射距离,最后晶圆衰减加快,造成红外灯越来越暗,夜视越来越不清晰。被照射环境外光源复杂,红外摄像机叶发挥不了应有的效果。发射距离、发射角度(15度、30度、45度、60度、90度、120度、180度)、发射的光强度、波长。以上为物理参数。
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管电性能参数:
直径3mm,5mm为小功率红外线发射管。而8mm,10mm为中功率及大功率发射管。小功率发射管正向电压:1.1-1.5V,电流20mA。中功率发射管正向电压:1.4-1.65V,电流50-100mA。大功率发射管正向电压:1.5-1.9V,电流200-350mA。1-10W大功率红外线发射管可应用于红外监控照明。
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管的发射强度因发射方向而异。当方向角度为零度时,其放射强度定义为100%,当方向角度越大时,其放射强度相对的减少,发射强度如由光轴取其方向角度一半时,其值即为峰值的一半,此角度称为方向半值角,此角度越小即代表元件之指向性越灵敏。一般使用红外线发光二极管均附有透镜,使其指向性更灵敏
距离特性
红外线发光二极管的辐射强度,依光轴上的距离而变,亦随受光元件的不同而变。是受光元件的入射光量变化和与红外发光管的距离呈一定特性。基本上光量度是随距离的平方成反比,且和受光元件特性不同有关。
发射红外线去控制相应的受控装置时,其控制的距离与发射功率成正比。为了增加红外线的控制距离,红外发光二极管工作于脉冲状态,因为脉动光(调制光)的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比,只需尽量提高峰值Ip,就能增加红外光的发射距离。提高Ip的方法,是减小脉冲占空比,即压缩脉冲的宽度T。
一般其使用频在300KHz以下。
接收方式红外线发射与接收的方式有两种,其一是直射式,其二是反射式。直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端,中间相距一定距离;反射式指发光管与接收管并列一起,平时接收管始终无光照,只在发光管发出的红外光线遇到反射物时,接收管收到反射回来的红外光线才工作。
发射电路双管红外发射电路,可提高发射功率,增加红外发射的作用距离。
简易测试高亮度LED、红外LED、光电三极管外形是一样的,非常容易搞混,因此需要通过简易测试将它们区分出来。用指针式万用表(1k挡)黑表笔接阳极、红表笔接阴极(应采用带夹子的表笔)测得正向电阻在20~40kΩ;黑表笔接阴极、红表笔接阳极测得反向电阻大于500kΩ以上者是红外发光二极管。
透明树脂封装的可用目测法:有圆形浅盘的极是负极。若正向电阻在200kΩ以上(或指针微动),反向电阻接近∞者是普通发光二极管。若黑表笔接短脚,红表笔接长脚,遮住光线时电阻大于200kΩ,有光照射时阻值随光线强弱而变化(光线强时,电阻小),这是光电三极管。
红外发光二极管的好坏,可以按照测试普通硅二极管正反向电阻的办法进行测试。
测量红外发光二极管正向电阻将万用表置于“R×10k” 挡,黑表笔接红外发光二极管正极,红表笔接负极,测量红外发光二极管的正、反向电阻。正常时,正向电阻值约为15~40kΩ(此值越小越好),反向电阻大于500kΩ。
若测得正、反向电阻值均接近零,则说明该红外发光二极管内部被击穿损坏;若测得正、反向电阻值均为无穷大,则说明该红外发光二极管开路损坏;若测得反向电阻值远远小于500kΩ,则说明该红外发光二极管漏电损坏。
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结,具有单向导电性,因此工作时需加上反向电压。
无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流,此时光敏二极管截止。当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加,形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。
当光线照射PN结时,可以使PN结中产生电子一空穴对,使少数载流子的密度增加。这些载流子在反向电压下漂移,使反向电流增 光敏二极管。因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。常见的有2CU、2DU等系列。
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管也有电流放大作用,只是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制,同时也受光辐射的控制。 通常基极不引出,但一些光敏三极管的基极有引出,用于温度补偿和附加控制等作用。
当具有光敏特性的PN 结受到光辐射时,形成光电流,由此产生的光生电流由基极进入发射极,从而在集电极回路中得到一个放大了相当于β倍的信号电流。不同材料制成的光敏三极管具有不同的光谱特性,与光敏二极管相比,具有很大的光电流放大作用,即很高的灵敏度。3.基本特性:
(1)光谱特性
(2)伏安特性
(3)光照特性
(4)温度特
(5)频率响应性。
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管它的核心部分也是一个PN结,和普通二极管相比,在结构上不同的是,为了便于接受入射光照,PN结面积尽量做的大一些,电极面积尽量小些,而且PN结的结深很浅,一般小于1微米。
光敏二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时,反向电流很小(一般小于0.1微安),称为暗电流。当有光照时,携带能量的光子进入PN结后,把能量传给共价键上的束缚电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子---空穴对,称为光生载流子。
它们在反向电压作用下参加漂移运动,使反向电流明显变大,光的强度越大,反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。
光敏二极管在一般照度的光线照射下,所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载,负载上就获得了电信号,而且这个电信号随着光的变化而相应变化。
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管光敏二极管和普通二极管一样具有一个PN结,不同之处是在光敏二极管的外壳上有一个透明的窗口以接收光线照射,实现光电转换,在电路 文段中文字符号一般为VD。
光敏三极管除具有光电转换的功能外,还具有放大功能,在电路 文段中文字符号一般为VT。光敏三极管因输入信号为光信号,所以通常只有集电极和发射极两个引脚线。
同光敏二极管一样,光敏三极管外壳也有一个透明窗口,以接收光线照射。
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管基本特性
(1) 光谱特性
(2) 伏安特性
(3) 光照特性
(4) 温度特性
(5)频率响应性
光敏二极管的特点与用途 检测光敏二极管,可用万用表Rx1k电阻档。当没有光照射在光敏二极管时,它和普通的二极管一样,具有单向导电作用。
正向电阻为8-9kΩ,反向电阻大于5MΩ。如果不知道光敏二极管的正负极,可用测量普通二极管正、负极的办法来确定,当测正向咆阻时,黑表笔接的就是光敏二极管的正极。
当光敏二极管处在反向连接时,即万用表红表笔接光敏二极管正极,黑表笔接光敏二极管负极,此时电阻应接近无穷大(无光照射时),当用光照射到光敏二极管上时,万用表的表针应大幅度问右偏转,当光很强时,表针会打到0刻度右边。
当测量带环极的光敏二极管时,环极和后极(正极)也相当一个光敏二极管,其性能也具有单向导电作用和见光后反向电阻大大下降。
区分环极和前极的办法是,在反向连接情况下,让不太强的光照在光敏二极管上,阻值略小的是前极,阻值略大的是环极。
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管先用黑纸或黑布遮住光敏二极管的光信号接收窗口,然后用万用表的R×1k档其正、反向电阻。
正常时,正向电阻值在10~20kΩ之间,反向电阻值为∞(无穷大)。再去掉黑纸或黑布,使其光信号接收窗口对准光源,正常时正、反向电阻值均会变小,阻值变化越大,说明该光敏二极管的灵敏度越高,光敏二极管工作时加有反向电压,没有光照时,其反向电阻很大,只有很微弱的反向饱和电流。
当有光照时,就会产生很大的反向电流(亮电流),光照越强,该亮电流就越大。
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管参数光敏小,一般为光敏二极管负载的1/10。
特点用途检测光敏二极管,可用万用表Rx1k电阻档。当没有光照射在光敏二极管时,它和普通的二极管一样,具有单向导电作用。
正向电阻为8-9kΩ,反向电阻大于5MΩ。如果不知道光敏二极管的正负极,可用测量普通二极管正、负极的办法来确定,当测正向咆阻时,黑表笔接的就是光敏二极管的正极。
当光敏二极管处在反向连接时,即万用表红表笔接光敏二极管正极,黑表笔接光敏二极管负极,此时电阻应接近无穷大(无光照射时),当用光照射到光敏二极管上时,万用表的表针应大幅度问右偏转,当光很强时,表针会打到0刻度石边。
当测量带环极的光敏二极管时,环极和后极(正极)也相当一个光敏二极管,其性能也具有单向导电作用和见光后反向电阻大大下降。
区分环极和前极的办法是,在反向连接情况下,让不太强的光照在光敏二极管上,阻值略小的是前极,阻值略大的是环极。
Claims (6)
1. 新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管普通的的红外线发射管外形和一般的可见光LED相似,但却是发出红外线;其管压一般降约1.4v,工作电流一般小于20mA;为了适应不同的工作电压,回路中常常串有限流电阻;发射红外线去控制相应的受控装置时,其控制的距离与发射功率成正比;为了增加红外线的控制距离,红外发光二极管工作于脉冲状态,因为脉动光(调制光)的有效传送距离与脉冲的风致电流成正比,只需尽量提高峰值Ip,就能增加红外光的发射距离;
提高Ip的方法,是减小脉冲占空比,即压缩脉冲的宽度T,一些彩电红外遥控器,其红外发光管的工作脉冲占空比约为1/3-1/4;一些电器产品红外遥控器,其占空比是1/10;减小脉冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加;普通的红外发光二极管,其功率分为小功率(1mW-10mW)、中功率(20mW-50mW)和大功率(50mW-100mW以上)三大类;要使红外发光二极管产生调制光,只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压;红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时,受控装置中均有相应的红外光一电转换元件,如红外接收二极体,光电三极管等。
2. 实用中已有红外发射和接收配对的二级管;新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管参数发射距离、发射角度(15度、30度、45度、60度、90度、120度、180度)、发射的光强度、波长;以上为物理参数,需了解其电性能参数:市场上常用的直径3mm,5mm为小功率红外线发射管,8mm,10mm为中功率及大功率发射管;小功率发射管正向电压:1.1-1.5V,电流20mA,中功率为正向电压:1.4-1.65V 50-100mA,大功率发射管为正向电压:1.5-1.9V200-350mA.煜星电子做出1-10W大功率红外线发射管可应用于红外监控照明;
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管应用红外线发射与接收的方式有两种,其一是直射式,其二是反射式;直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端,中间相距一定距离;反射式指发光管与接收管并列一起,平时接收管始终无光照,只在发光管发出的红外光线遇到反射物时,接收管收到反射回来的红外光线才工作;双管红外发射电路,可提高发射功率,增加红外发射的作用距离;
根据红外线发射管芯片的特性,依据不同波长可以得到更广泛的应用,例如:新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管
波长:940nm,适用于遥控器,例如家用电器的遥控器;
波长:808nm,适用于医疗器具,空间光通信,红外照明,固体雷射器的泵浦源;
波长:830nm,适用于高速路的自动刷卡系统(夜视系统最好,可以看到管芯上有一点红光,效果比850nm要好);
波长:840nm,适用于摄像机彩色变倍红外防水;
波长:850nm,适用于摄像头(视频拍摄)数位摄影,监控,楼寓对讲,防盗报警,红外防水;
波长:870nm,适用于商场,十字路口的摄像头;
市场红外线发射管的发光功率比可见光来得大,常被应用于通讯及感测器领域;遥控器需求成长有显著下降趋势,红外线发射管于是转往无线通讯的领域发展,通讯用的LED将有可能被广泛使用,尤其是电脑产品的数据传输领域;因此 IrDA快速、可靠安全、干扰小的优点,使得IrDA成为短距离电脑无线数据传输的一项利器;在无线数据传输蓬勃发展的趋势下,IrDA与蓝芽一样备受注目,虽然IrDA具有对准角度小、不能有障碍物等缺点,但其可靠安全、干扰小的特性可望成为与蓝芽互补共同存在的无线数据传输技术,十分有利于电脑周边产品装置使用。
3. 红外线发射管因功率较大,亦被用于取代激光在光纤通讯与打印机的用途上,其中LED用于建筑物的短距离光纤通讯发射、接收用途,因时候未到而尚无明显市场,而用于打印机的红外线发射管则备受瞩目,但LED光源打印机在追求高解析度上仍需要相当时间发展;
人们通常认为,红外线发射管是一个很小的市场,中国地区500家大型LED厂商中只有20%在生产红外线发射管,而且多数厂商红外线发射管产量只占其总产量的10-20%;但事实上,来自中国光学光电子行业协会的数据显示2012年大陆总体红外线发射管产量估计为53.1亿只左右,比2004年增长18%;由于电子和工业领域方面的需求仍然强劲,产业普遍预期红外线发射管产业将继续稳步发展,行业协会还预计今年产量还将上升18%,达到62.6亿只,生产厂商的数量也将增加到120家。
4. 新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管应保持清洁、完好状态,尤其是其前端的球面形发射部分既不能存在脏垢之类的污染物,更不能受到摩擦损伤,否则,从管芯发出的红外光将产生反射及散射现象,直接影响到红外光的传播;
在工作过程中其各项参数均不得超过极限值,因此在代换选型时应当注意原装管子的型号和参数,不可随意更换;另外,也不可任意变更红外发射管的限流电阻;
由于红外光波长的范围相当宽,故红外发发射管必须与红外接收管配对使用,否则将影响遥控的灵敏度,甚至造成失控;因此在代换选型时,要务必关注其所辐射红外光信号的波长参数;
封装材料的硬度较低,它的耐高温性能更差,为避免损坏,焊点应当昼远离引脚的根部,焊接温度也不能太高,时间更不宜过长,最好用金属镊子夹住引脚的根部,以散热;引脚弯折开关的定型应当在焊接之前完成,焊接期间管体与引脚均不得受力;焊接后的器件引线割断,需冷却后进行;
红外发射管的发光功率与光敏器件的灵敏度因封装而有角分布,使用时注意安装的指向调整,更换时亦应做相应调整;注意管子的极性,管子不要与电路中的发热元件靠近;
常用的红外发光二极管(如se303.ph303),其外形和发光二极管LED相似,
发出红外光;管压降约1.4v,工作电流一般小于20mA;为了适应不同的工作电压,回路中常常串有限流电阻;
一些彩电红外遥控器,其红外发光管的工作脉冲占空比约为1/3-1/4;一些电器产品红外遥控器,其占空比是1/10;减小脉冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加;常见的红外发光二极管,其功率分为小功率(1mW-10mW)、中功率(20mW-50mW)和大功率(50mW-100mW以上)三大类;要使红外发光二极管产生调制光,只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压;
用红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时,受控装置中均有相应的红外光一电转换元件,如红外接收二极管,光电三极管等;实用中已有红外发射和接收配对的二极管;
参数应用红外线发光二极管由红外辐射效率高的材料(常用砷化镓GaAs)制成PN结,外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光;光谱功率分布为中心波长830~950nm,半峰带宽约40nm左右。
5. 其最大的优点是可以完全无红暴,(采用940~950nm波长红外管)或仅有微弱红暴(红暴为有可见红光)而延长使用寿命;光是一种电磁波,它的波长区间从几个纳米(1nm=10-9m)到1毫米(mm)左右;人眼可见的只是其中一部分,我们称其为可见光,可见光的波长范围为380nm~780nm,可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光,波长比紫光短的称为紫外光,波长比红外光长的称为红外光;[1]
通常应用红外发射管波长:850nm、870Nnm、880nm、840nm、980nm
功率与红外发射管波长的关系:850nm>880nm>940nm
峰值波长:λp(nm发光体或物体在分光仪上所测量的能量分布,其峰值位置所对应的波长;
辐射强度(POWER):单位nm∕sr,表示红外管(IRLED)辐射红外能量的大小;
辐射强度(POWER)与输入电流(If)成正比,辐射强度与发射距离成反比;单位nm∕sr:红外线辐射强度单位,为发射管发射红外线光的单位立体角(sr)所辐射出的光功率的大小;人为的提高红外发射管的功率,只能暂时提升照射距离,最后晶圆衰减加快,造成红外灯越来越暗,夜视越来越不清晰;被照射环境外光源复杂,红外摄像机叶发挥不了应有的效果;发射距离、发射角度(15度、30度、45度、60度、90度、120度、180度)、发射的光强度、波长;以上为物理参数。
6. 新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管电性能参数
直径3mm,5mm为小功率红外线发射管;而8mm,10mm为中功率及大功率发射管;小功率发射管正向电压:1.1-1.5V,电流20mA;中功率发射管正向电压:1.4-1.65V,电流50-100mA;大功率发射管正向电压:1.5-1.9V,电流200-350mA;1-10W大功率红外线发射管可应用于红外监控照明;
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管的发射强度因发射方向而异;当方向角度为零度时,其放射强度定义为100%,当方向角度越大时,其放射强度相对的减少,发射强度如由光轴取其方向角度一半时,其值即为峰值的一半,此角度称为方向半值角,此角度越小即代表元件之指向性越灵敏;一般使用红外线发光二极管均附有透镜,使其指向性更灵敏
距离特性
红外线发光二极管的辐射强度,依光轴上的距离而变,亦随受光元件的不同而变;是受光元件的入射光量变化和与红外发光管的距离呈一定特性;基本上光量度是随距离的平方成反比,且和受光元件特性不同有关;
发射红外线去控制相应的受控装置时,其控制的距离与发射功率成正比;为了增加红外线的控制距离,红外发光二极管工作于脉冲状态,因为脉动光(调制光)的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比,只需尽量提高峰值Ip,就能增加红外光的发射距离;提高Ip的方法,是减小脉冲占空比,即压缩脉冲的宽度T;一般其使用频在300KHz以下;
接收方式红外线发射与接收的方式有两种,其一是直射式,其二是反射式;直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端,中间相距一定距离;反射式指发光管与接收管并列一起,平时接收管始终无光照,只在发光管发出的红外光线遇到反射物时,接收管收到反射回来的红外光线才工作;
发射电路双管红外发射电路,可提高发射功率,增加红外发射的作用距离;
简易测试高亮度LED、红外LED、光电三极管外形是一样的,非常容易搞混,因此需要通过简易测试将它们区分出来;用指针式万用表(1k挡)黑表笔接阳极、红表笔接阴极(应采用带夹子的表笔)测得正向电阻在20~40kΩ;黑表笔接阴极、红表笔接阳极测得反向电阻大于500kΩ以上者是红外发光二极管;透明树脂封装的可用目测法:有圆形浅盘的极是负极;若正向电阻在200kΩ以上(或指针微动),反向电阻接近∞者是普通发光二极管;若黑表笔接短脚,红表笔接长脚,遮住光线时电阻大于200kΩ,有光照射时阻值随光线强弱而变化(光线强时,电阻小),这是光电三极管;
红外发光二极管的好坏,可以按照测试普通硅二极管正反向电阻的办法进行测试;测量红外发光二极管正向电阻将万用表置于“R×10k” 挡,黑表笔接红外发光二极管正极,红表笔接负极,测量红外发光二极管的正、反向电阻;正常时,正向电阻值约为15~40kΩ(此值越小越好),反向电阻大于500kΩ;若测得正、反向电阻值均接近零,则说明该红外发光二极管内部被击穿损坏;若测得正、反向电阻值均为无穷大,则说明该红外发光二极管开路损坏;若测得反向电阻值远远小于500kΩ,则说明该红外发光二极管漏电损坏;
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结,具有单向导电性,因此工作时需加上反向电压;无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流,此时光敏二极管截止;当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加,形成光电流,它随入射光强度的变化而变化;当光线照射PN结时,可以使PN结中产生电子一空穴对,使少数载流子的密度增加;这些载流子在反向电压下漂移,使反向电流增 光敏二极管
加;因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流;常见的有2CU、2DU等系列;
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管也有电流放大作用,只是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制,同时也受光辐射的控制; 通常基极不引出,但一些光敏三极管的基极有引出,用于温度补偿和附加控制等作用;当具有光敏特性的PN 结受到光辐射时,形成光电流,由此产生的光生电流由基极进入发射极,从而在集电极回路中得到一个放大了相当于β倍的信号电流;不同材料制成的光敏三极管具有不同的光谱特性,与光敏二极管相比,具有很大的光电流放大作用,即很高的灵敏度;3.基本特性:(1)光谱特性 (2)伏安特性(3)光照特性(4)温度特 5)频率响应性;
新型远程监控专用1W大功率LED红外线发射管它的核心部分也是一个PN结,和普通二极管相比,在结构上不同的是,为了便于接受入射光照,PN结面积尽量做的大一些,电极面积尽量小些,而且PN结的结深很浅,一般小于1微米;
光敏二极管是在反向电压作用之下工作的;没有光照时,反向电流很小(一般小于0.1微安),称为暗电流;当有光照时,携带能量的光子进入PN结后,把能量传给共价键上的束缚电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子---空穴对,称为光生载流子;
它们在反向电压作用下参加漂移运动,使反向电流明显变大,光的强度越大,反向电流也越大;这种特性称为“光电导”;光敏二极管在一般照度的光线照射下,所产生的电流叫光电流;如果在外电路上接上负载,负载上就获得了电信号,而且这个电信号随着光的变化而相应变化。
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