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[红外]红外线LED电压降如何影响LED性能和生命周期

日期:2021-11-19

红外一、什么是红外发光二极管

红外发光二极管 (IR LED) 是一种固态发光 (SSL) 设备,可产生红外波段或电磁辐射光谱范围内的光。IR LED 可以经济高效地生产红外线,红外线是 700 纳米到 1 毫米范围内的电磁辐射。不同的红外线 LED 可能会产生不同波长的红外线,就像不同的 LED 会产生不同颜色的光一样。IR LED 还可用于许多类型的电子产品,例如电视遥控器和许多其他电子产品。它们甚至用于相机;这些红外摄像机像聚光灯一样使用红外 LED,同时肉眼不可见。

  

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红外二、工作方式

总之,红外 LED 是一种特殊类型的二极管或简单的半导体。我相信你记得,电流只在二极管中沿一个方向流动。随着电流的流动,电子从二极管的一个区域落入另一区域的空穴中。这是通过电子以光子的形式释放能量而实现的,并且这个过程会产生光(电致发光)。还需要调制来自 IR LED 的发射以将其用于电子应用以防止虚假触发。调制使来自 IR LED 的信号在噪声之上脱颖而出。此外,红外二极管具有对可见光不透明但对红外线透明的封装。总体而言,随着 IR LED 在遥控器、安全警报系统和几乎所有其他电子设备中的广泛使用,使它们极具成本效益。


红外三、工作原理

从示意图上讲,LED 的符号是一个圆形内的规则二极管形状,两个小箭头指向远处,表示发光。LED由与硅二极管不同的化学物质制成,它们的正向压降会有所不同。一般来说,LED 的正向压降比整流二极管大得多。它们的电压范围从 1.2 伏 (IR) 到超过 3.4 伏(紫外线或白色),具体取决于颜色。例如,IR LED 在 20 mA 正向电流下具有 1.2 伏的正向电压。此外,标准尺寸 LED 的通常或典型工作电流约为 20 mA。此外,当使用高于 LED 正向电压的直流电压源操作 LED 时,需要使用串联(降压)电阻器来防止全电源电压损坏 LED。

 

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红外四、注意其电压源需求

IR LED 电压降示例电路,因此,让我们考虑这两个示例电路,一个使用 6 伏电源,另一个使用 24 伏电源,两者的 LED 电流设定为 20 mA。在我们的第一个示例中,(红色)LED 的电压下降了 1.6 伏;因此,电阻上会有 4.4 伏的电压降。此外,根据欧姆定律 (R=E/I),为 20mA 的 LED 电流确定电阻器的大小就像取其压降(4.4 伏)并将其除以电路电流(20mA)一样简单,从而得到我们的数字为 220 Ω。在计算这个 220 Ω 电阻器的功耗时,我们将其压降乘以其电流 (P=IE),结果为 88 mW,完全在 1/8 瓦电阻器的额定值范围内。

  

红外五、IR LED 电路中压降电阻的总体影响

IR LED 电路中的降压电阻对 LED 的生命周期和整体功能至关重要。然而,与电阻的细微增加和减少相关的电路行为是非常可预测的。此外,下降电阻值不需要对您的 LED 电路精确,只要您了解这对 LED 性能意味着什么。例如,假设我们要在早期的仿真模型中使用 1 kΩ 电阻而不是 1.12 kΩ 电阻。总体结果将是略高的电路电流和 LED 电压降。当然,这会导致 LED 发出更亮的光并略微缩短生命周期(烧坏)。相反,使用值为 1.5 kΩ 而不是 1.12 kΩ 的降压电阻器,这将导致电路电流更小、LED 电压更低,以及来自红外 LED 的光发射更低。总而言之,LED 对所施加功率的变化有很大的容忍度。因此,除非您的设计需要,否则您在确定降压电阻的尺寸时可能不需要力求完美。


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