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红外线发射管详述
来源:网络 | 作者:爬爬过江湖 | 发布时间: 2017-06-28 | 753 次浏览 | 分享到:
红外线发射管(IR LED)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。

简介

红外线发射管(IR LED)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、触摸屏及遥控发射电路中。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。


原理

       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。
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。

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:
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,在美国红外线数据传输协会制定无线数据传输模组(IrDA)的协定后, 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,未来对LED业者而言是一大商机。
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。尽管高功率的红外线发射管尚在发展阶段,未来在「光纤到家」与红外线发射管打印机解析度渐增的趋势下,仍不失为LED产业的一大商机。
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。

注意事项
1、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。
2、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限流电阻
3、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。
4、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。
5、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。

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