红外发射器 – 脉冲工作模式
发布时间：2013-09-26 本文作者：Vishay
几年之前，一位客户在一种应用中使用了我们的TCNT1000反射式传感器。该反射式传感器将发射器和检测器包含在一个小表面贴装封装之中。发射器有一个轴，其中嵌有黑色对比层。当轴旋转时，来自塑料的反射与金属轴相比大到足以确定和控制轴的速度。该客户在设置正向电流时忘了考虑脉冲持续时间和环境工作温度。随着时间的推移，他们开始遇到一些现场故障。发射器结温过高，而且随着发射器性能下降，辐射通量也下降。控制器不再能够可靠地接收轴速度数据，该应用因此失败。
威世的红外发射器具有广泛的封装、峰值波长、辐射强度和半光强角。这些发射器支持稳定（连续）和脉冲工作模式。所有发射器产品说明书都包括一个绝对最大额定值表（表1）。TSHG6400是一种采用砷化镓铝 (GaAlAs) 双异质 (DH)工艺的红外850 nm发光二极管，具有高辐射功率和高速度，采用透明塑料封闭，所显示的产品说明书为示例。例如，表1中用红框显示的最大容许正向电流IF = 100 mA是为连续工作发射器而定义的。为脉冲工作模式的发射器定义的峰值正向电流在表1中用绿框显示。表中包括峰值正向电流的占空比；tp/T = 0.5，脉冲长度tp = 0.1 ms。在此例中，间歇或空闲时间T等于0.2 ms。
脉冲工作模式发射器
因为应用的脉冲持续时间和正向电流存在差异，所以所有发射器产品说明书还包括一个脉冲持续时间与正向电流的关系图，如图2所示。此图提供了针对50%、20%、10%、5%、2%和1%等多个占空比的最大正向电流。如图中所示，对于0.1 ms或更短的脉冲持续时间，峰值正向电流可能高达1 A或等于最大浪涌正向电流。随着脉冲持续时间增加超过0.1 ms，无论占空比是多少，每条曲线都显示正向电流不断减小。正向电流减小会降低发射器的结温。如果电流不减小，发射器会过热和导致快速性能下降。
示例
确定针对2 ms脉冲和10%占空比条件的最大正向电流。
tp = 2 ms, T = 20 ms
tp / T = 0.1 或 10%
IFmax = 400 mA
根据图3所示的图，400 mA的最大电流是可能的。如果脉冲持续时间小于0.1 ms，则最大电流大约为600 mA。请在设置应用占空比时包括一些安全余量。20 ms间歇可使发射器结温下降，确保长使用寿命。可计算平均电流。
Iavg = Imax ÷ (T/tp)
Iavg = 400 mA ÷ (20 ms/2 ms)
Iavg = 400 mA ÷ 10
Iavg = 40 mA
请注意，以上各图在环境温度低于50°C时有效。如果温度大于50°C会怎样？
