紅外發(fā)射器 – 脈沖工作模式
發(fā)布時(shí)間：2013-09-26 本文作者：Vishay
幾年之前，一位客戶在一種應(yīng)用中使用了我們的TCNT1000反射式傳感器。該反射式傳感器將發(fā)射器和檢測(cè)器包含在一個(gè)小表面貼裝封裝之中。發(fā)射器有一個(gè)軸，其中嵌有黑色對(duì)比層。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，來(lái)自塑料的反射與金屬軸相比大到足以確定和控制軸的速度。該客戶在設(shè)置正向電流時(shí)忘了考慮脈沖持續(xù)時(shí)間和環(huán)境工作溫度。隨著時(shí)間的推移，他們開始遇到一些現(xiàn)場(chǎng)故障。發(fā)射器結(jié)溫過(guò)高，而且隨著發(fā)射器性能下降，輻射通量也下降?？刂破鞑辉倌軌蚩煽康亟邮蛰S速度數(shù)據(jù)，該應(yīng)用因此失敗。
威世的紅外發(fā)射器具有廣泛的封裝、峰值波長(zhǎng)、輻射強(qiáng)度和半光強(qiáng)角。這些發(fā)射器支持穩(wěn)定（連續(xù)）和脈沖工作模式。所有發(fā)射器產(chǎn)品說(shuō)明書都包括一個(gè)絕對(duì)最大額定值表（表1）。TSHG6400是一種采用砷化鎵鋁 (GaAlAs) 雙異質(zhì) (DH)工藝的紅外850 nm發(fā)光二極管，具有高輻射功率和高速度，采用透明塑料封閉，所顯示的產(chǎn)品說(shuō)明書為示例。例如，表1中用紅框顯示的最大容許正向電流IF = 100 mA是為連續(xù)工作發(fā)射器而定義的。為脈沖工作模式的發(fā)射器定義的峰值正向電流在表1中用綠框顯示。表中包括峰值正向電流的占空比；tp/T = 0.5，脈沖長(zhǎng)度tp = 0.1 ms。在此例中，間歇或空閑時(shí)間T等于0.2 ms。
脈沖工作模式發(fā)射器
因?yàn)閼?yīng)用的脈沖持續(xù)時(shí)間和正向電流存在差異，所以所有發(fā)射器產(chǎn)品說(shuō)明書還包括一個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間與正向電流的關(guān)系圖，如圖2所示。此圖提供了針對(duì)50%、20%、10%、5%、2%和1%等多個(gè)占空比的最大正向電流。如圖中所示，對(duì)于0.1 ms或更短的脈沖持續(xù)時(shí)間，峰值正向電流可能高達(dá)1 A或等于最大浪涌正向電流。隨著脈沖持續(xù)時(shí)間增加超過(guò)0.1 ms，無(wú)論占空比是多少，每條曲線都顯示正向電流不斷減小。正向電流減小會(huì)降低發(fā)射器的結(jié)溫。如果電流不減小，發(fā)射器會(huì)過(guò)熱和導(dǎo)致快速性能下降。
示例
確定針對(duì)2 ms脈沖和10%占空比條件的最大正向電流。
tp = 2 ms, T = 20 ms
tp / T = 0.1 或 10%
IFmax = 400 mA
根據(jù)圖3所示的圖，400 mA的最大電流是可能的。如果脈沖持續(xù)時(shí)間小于0.1 ms，則最大電流大約為600 mA。請(qǐng)?jiān)谠O(shè)置應(yīng)用占空比時(shí)包括一些安全余量。20 ms間歇可使發(fā)射器結(jié)溫下降，確保長(zhǎng)使用壽命。可計(jì)算平均電流。
Iavg = Imax ÷ (T/tp)
Iavg = 400 mA ÷ (20 ms/2 ms)
Iavg = 400 mA ÷ 10
Iavg = 40 mA
請(qǐng)注意，以上各圖在環(huán)境溫度低于50°C時(shí)有效。如果溫度大于50°C會(huì)怎樣？
