红外线发射管

一种辐射近红外光的发光元件

红外线发射管（IR LED）也称红外线发射二极管，属于二极管类。它是可以将电能直接转换成近红外光（不可见光）并能辐射出去的发光器件。

简介

红外线发射管主要应用于各种光电开关、触摸屏及遥控发射电路中。红外线发射管的结构、原理与普通发光二极管相近，只是使用的半导体材料不同。红外发光二极管通常使用砷化镓(GaAs)、砷铝化镓(GaAlAs)等材料，采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。

原理

普通的红外线发射管外形和一般的可见光LED相似，但是它发出红外线。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。普通的红外发光二极管，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。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。

应用

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。

根据红外线发射管芯片的特性，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。

注意事项

1、应保持清洁、完好状态，尤其是其前端的球面形发射部分既不能存在脏垢之类的污染物，更不能受到摩擦损伤，否则，从管芯发出的红外光将产生反射及散射现象，直接影响到红外光的传播。

2、在工作过程中其各项参数均不得超过极限值，因此在代换选型时应当注意原装管子的型号和参数，不可随意更换。另外，也不可任意变更红外发射管的限流电阻。

3、由于红外光波长的范围相当宽，故红外发发射管必须与红外接收管配对使用，否则将影响遥控的灵敏度，甚至造成失控。因此在代换选型时，要务必关注其所辐射红外光信号的波长参数。

4、封装材料的硬度较低，它的耐高温性能更差，为避免损坏，焊点应当昼远离引脚的根部，焊接温度也不能太高，时间更不宜过长，最好用金属镊子夹住引脚的根部，以散热。引脚弯折开关的定型应当在焊接之前完成，焊接期间管体与引脚均不得受力。焊接后的器件引线割断，需冷却后进行。

5、红外发射管的发光功率与光敏器件的灵敏度因封装而有角分布，使用时注意安装的指向调整，更换时亦应做相应调整。注意管子的极性，管子不要与电路中的发热元件靠近。

参数

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，需了解其电性能参数：市场上常用的直径3mm,5mm为小功率红外线发射管，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,中功率为正向电压：1.4-1.65V 50－100mA，大功率发射管为正向电压：1.5-1.9V200－350mA.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。

市场

红外线发射管的发光功率比可见光大，常被应用于通讯及感测器领域。遥控器需求成长有显著下降趋势，红外线发射管于是转往无线通讯的领域发展，通讯用的LED将有可能被广泛使用，尤其是电脑产品的数据传输领域。因此，在美国红外线数据传输协会制定无线数据传输模组(IrDA)的协定后， IrDA快速、可靠安全、干扰小的优点，使得IrDA成为短距离电脑无线数据传输的一项利器。在无线数据传输蓬勃发展的趋势下，IrDA与蓝牙一样备受注目，虽然IrDA具有对准角度小、不能有障碍物等缺点，但其可靠安全、干扰小的特性可望成为与蓝牙互补共同存在的无线数据传输技术，十分有利于电脑周边产品装置使用，未来对LED业者而言是一大商机。

红外线发射管因功率较大，亦被用于取代激光在光纤通讯与打印机的用途上，其中LED用于建筑物的短距离光纤通讯发射、接收用途，因时候未到而尚无明显市场，而用于打印机的红外线发射管则备受瞩目，但LED光源打印机在追求高解析度上仍需要相当时间发展。尽管高功率的红外线发射管尚在发展阶段，未来在「光纤到家」与红外线发射管打印机解析度渐增的趋势下，仍不失为LED产业的一大商机。

人们通常认为，红外线发射管是一个很小的市场，中国地区500家大型LED厂商中只有20%在生产红外线发射管，而且多数厂商红外线发射管产量只占其总产量的10-20%。但事实上，来自中国光学光电子行业协会的数据显示2012年大陆总体红外线发射管产量估计为53.1亿只左右，比2004年增长18%。由于电子和工业领域方面的需求仍然强劲，产业普遍预期红外线发射管产业将继续稳步发展，行业协会还预计2022年产量还将上升18%，达到62.6亿只，生产厂商的数量也将增加到120家。

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