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    紅外線發射管的工作原理及使用
           1.簡介 ： 

     

     

    紅外線發射管(IR LED）也稱紅外線發射二極管 ，屬於二極管類 。它是可以將電能直接轉換成近紅外光（不可見光）並能輻射出去的發光器件 ，主要應用於各種光電開關 、觸摸屏及遙控發射電路中 。紅外線發射管的結構 、原理與普通發光二極管相近 ，隻是使用的半導體材料不同 。紅外發光二極管通常使用砷化镓（GaAs） 、砷鋁化镓（GaAlAs）等材料 ，采用全透明或淺藍色 、黑色的樹脂封裝。 

     

    2.原理 ： 

     

     

    普通的的紅外線發射管外形和一般的可見光LED相似 ，但卻是發出紅外線 。其管壓一般降約1.4v ，工作電流一般小於20mA 。為了適應不同的工作電壓 ，回路中常常串有限流電阻 。發射紅外線去控製相應的受控裝置時 ，其控製的距離與發射功率成正比 。為了增加紅外線的控製距離 ，紅外發光二極管工作於脈衝狀態 ，因為脈動光（調製光）的有效傳送距離與脈衝的峰值電流成正比 ，隻需盡量提高峰值Ip ，就能增加紅外光的發射距離 。提高Ip的方法 ，是減小脈衝占空比 ，即壓縮脈衝的寬度T ，一些彩電紅外遙控器 ，其紅外發光管的工作脈衝占空比約為1/3-1/4 ；一些電器產品紅外遙控器 ，其占空比是1/10 。減小脈衝占空比還可使小功率紅外發光二極管的發射距離大大增加 。普通的紅外發光二極管 ，其功率分為小功率(1mW-10mW) 、中功率（20mW-50mW)和大功率（50mW-100mW以上)三大類 。要使紅外發光二極管產生調製光 ，隻需在驅動管上加上一定頻率的脈衝電壓 。紅外發光二極管發射紅外線去控製受控裝置時 ，受控裝置中均有相應的紅外光一電轉換元件 ，如紅外接收二極體 ，光電三極管等 。實用中已有紅外發射和接收配對的二級管 。

     

    3.參數 ： 

    發射距離 、發射角度（15度、30度 、45度 、60度 、90度 、120度 、180度） 、發射的光強度 、波長 。以上為物理參數 ，需了解其電性能參數 ：市場上常用的直徑3mm,5mm為小功率紅外線發射管 ，8mm,10mm為中功率及大功率發射管 。小功率發射管正向電壓 ：1.1－1.5V ，電流20mA,中功率為正向電壓：1.4-1.65V 50－100mA ，大功率發射管為正向電壓 ：1.5-1.9V200－350mA.深圳市必發88高半導體有限公司做出1－10W大功率紅外線發射管可應用於紅外監控照明 

    4.應用 ： 

    紅外線發射與接收的方式有兩種 ，其一是直射式 ，其二是反射式 。直射式指發光管和接收管相對安放在發射與受控物的兩端 ，中間相距一定距離 ；反射式指發光管與接收管並列一起 ，平時接收管始終無光照 ，隻在發光管發出的紅外光線遇到反射物時 ，接收管收到反射回來的紅外光線才工作 。雙管紅外發射電路 ，可提高發射功率 ，增加紅外發射的作用距離 

    根據紅外線發射管芯片的特性 ，依據不同波長可以得到更廣泛的應用 ，例如 ： 

     

     

       

     

     

    波長 ：940nm ，適用於遙控器 ，例如家用電器的遙控器 ； 

    波長 ：808nm ，適用於醫療器具 ，空間光通信 ，紅外照明 ，固體雷射器的泵浦源 ； 

     

     

     

     

     

      波長 ：830nm ，適用於高速路的自動刷卡係統（夜視係統最好 ，可以看到管芯上有一點紅光，效果比850nm要好）； 

    波長 ：840nm ，適用於攝像機彩色變倍紅外防水 ； 

    波長 ：850nm ，適用於攝像頭（視頻拍攝）數位攝影 ，監控 ，樓寓對講 ，防盜報警 ，紅外防水 ； 

    波長 ：870nm ，適用於商場 ，十字路口的攝像頭。 

    5.市場 ： 

    紅外線發射管的發光功率比可見光來得大 ，常被應用於通訊及感測器領域 。遙控器需求成長有顯著下降趨勢 ，紅外線發射管於是轉往無線通訊的領域發展 ，通訊用的LED將有可能被廣泛使用 ，尤其是電腦產品的數據傳輸領域 。因此 ，在美國紅外線數據傳輸協會製定無線數據傳輸模組(IrDA)的協定後 ， IrDA快速 、可靠安全 、幹擾小的優點 ，使得IrDA成為短距離電腦無線數據傳輸的一項利器 。在無線數據傳輸蓬勃發展的趨勢下 ，IrDA與藍芽一樣備受注目 ，雖然IrDA具有對準角度小 、不能有障礙物等缺點 ，但其可靠安全 、幹擾小的特性可望成為與藍芽互補共同存在的無線數據傳輸技術 ，十分有利於電腦周邊產品裝置使用 ，未來對LED業者而言是一大商機 。 

    紅外線發射管因功率較大 ，亦被用於取代激光在光纖通訊與打印機的用途上 ，其中LED用於建築物的短距離光纖通訊發射 、接收用途 ，因時候未到而尚無明顯市場 ，而用於打印機的紅外線發射管則備受矚目 ，但LED光源打印機在追求高解析度上仍需要相當時間發展 。盡管高功率的紅外線發射管尚在發展階段 ，未來在「光纖到家」與紅外線發射管打印機解析度漸增的趨勢下 ，仍不失為LED產業的一大商機 

    6.注意事項 ： 

     

     

    1 、應保持清潔 、完好狀態 ，尤其是其前端的球麵形發射部分既不能存在髒垢之類的汙染物 ，更不能受到摩擦損傷 ，否則 ，從管芯發出的紅外光將產生反射及散射現象 ，直接影響到紅外光的傳播 。 

     

    2 、在工作過程中其各項參數均不得超過極限值 ，因此在代換選型時應當注意原裝管子的型號和參數 ，不可隨意更換 。另外 ，也不可任意變更紅外發射管的限流電阻 。 

    3 、由於紅外光波長的範圍相當寬 ，故紅外發發射管必須與紅外接收管配對使用 ，否則將影響遙控的靈敏度 ，甚至造成失控 。因此在代換選型時 ，要務必關注其所輻射紅外光信號的波長參數 。 

    4 、封裝材料的硬度較低 ，它的耐高溫性能更差 ，為避免損壞 ，焊點應當晝遠離引腳的根部 ，焊接溫度也不能太高 ，時間更不宜過長 ，最好用金屬鑷子夾住引腳的根部，以散熱 。引腳彎折開關的定型應當在焊接之前完成 ，焊接期間管體與引腳均不得受力 。焊接後的器件引線割斷 ，需冷卻後進行 。 

    5 、紅外發射管的發光功率與光敏器件的靈敏度因封裝而有角分布 ，使用時注意安裝的指向調整 ，更換時亦應做相應調整 。注意管子的極性 ，管子不要與電路中的發熱元件靠近 。