紅外發射器 – 脈沖工作模式
發布時間：2013-09-26 本文作者：Vishay
幾年之前，一位客戶在一種應用中使用了我們的TCNT1000反射式傳感器。該反射式傳感器將發射器和檢測器包含在一個小表面貼裝封裝之中。發射器有一個軸，其中嵌有黑色對比層。當軸旋轉時，來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。該客戶在設置正向電流時忘了考慮脈沖持續時間和環境工作溫度。隨著時間的推移，他們開始遇到一些現場故障。發射器結溫過高，而且隨著發射器性能下降，輻射通量也下降。控制器不再能夠可靠地接收軸速度數據，該應用因此失敗。
威世的紅外發射器具有廣泛的封裝、峰值波長、輻射強度和半光強角。這些發射器支持穩定（連續）和脈沖工作模式。所有發射器產品說明書都包括一個絕對最大額定值表（表1）。TSHG6400是一種采用砷化鎵鋁 (GaAlAs) 雙異質 (DH)工藝的紅外850 nm發光二極管，具有高輻射功率和高速度，采用透明塑料封閉，所顯示的產品說明書為示例。例如，表1中用紅框顯示的最大容許正向電流IF = 100 mA是為連續工作發射器而定義的。為脈沖工作模式的發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，脈沖長度tp = 0.1 ms。在此例中，間歇或空閑時間T等于0.2 ms。
脈沖工作模式發射器
因為應用的脈沖持續時間和正向電流存在差異，所以所有發射器產品說明書還包括一個脈沖持續時間與正向電流的關系圖，如圖2所示。此圖提供了針對50%、20%、10%、5%、2%和1%等多個占空比的最大正向電流。如圖中所示，對于0.1 ms或更短的脈沖持續時間，峰值正向電流可能高達1 A或等于最大浪涌正向電流。隨著脈沖持續時間增加超過0.1 ms，無論占空比是多少，每條曲線都顯示正向電流不斷減小。正向電流減小會降低發射器的結溫。如果電流不減小，發射器會過熱和導致快速性能下降。
示例
確定針對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
根據圖3所示的圖，400 mA的最大電流是可能的。如果脈沖持續時間小于0.1 ms，則最大電流大約為600 mA。請在設置應用占空比時包括一些安全余量。20 ms間歇可使發射器結溫下降，確保長使用壽命。可計算平均電流。
Iavg = Imax ÷ (T/tp)
Iavg = 400 mA ÷ (20 ms/2 ms)
Iavg = 400 mA ÷ 10
Iavg = 40 mA
請注意，以上各圖在環境溫度低于50°C時有效。如果溫度大于50°C會怎樣？
