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红外LED特征及参数

2018-09-08 09:33
红外发光二极管是一种能发出红外线的二极管,通常应用于遥控器等场合,现在比较热火的是应用在虹膜识别上。
外形
常用的红外发光二极管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,波长比红光长的称为红外光。
通常应用红外发射管波长:850nm、870Nnm、880nm、940nm、980nm
功率与红外发射管波长的关系:850nm>880nm>940nm
峰值波长: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λp。
辐射强度(POWER):单位mW∕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mW∕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。
电性能
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。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。
方向特性
红外线发光二极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。
红外LED的原理
普通的的红外线LED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,红外发光二极体工作于脉冲状态,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(正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值),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体的发射距离大大增加。普通的红外发光二极体,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。
要使红外发光二极体产生调制光,只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。红外发光二极体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。
红外LED的工作范围
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LED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