【经验】塑料红外发光二极管热阻抗和功耗的计算及设计原则

时间： 2018-09-05 来源：TT Electronics

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红外发光二极管对于硬件工程师来说很常见，由于尺寸小所以发光二极管都具有相当大的设计灵活性，所以清楚的了解热阻抗的计算以及发光二极管的耗散等级对产品的设计和应用非常重要，良好的设计可以发挥产品的最佳性能。下面我们以TT（TT Electronics）推出的OP290系列工业级塑料红外发光二极管为例来进行讨论。

TT Electronics公司推出的OP290系列产品是高可靠性塑料红外发光二极管，包括OP290、OP291、OP292、OP293、OP294、OP295、OP296、OP297、OP298、OP299等型号，采用T-1¾，TO-18或T-46包装，其引线焊接温度高达260℃,所以有很高的可靠性，LED峰值波长高达890nm，在机器自动化、机器安全、行程传感器结束、门传感器、电池供电等领域有重要应用。世强代理了OP290系列全部产品，如图所示：

图1 OP290实物图

一个典型的OP290红外发光二极管具有正向电压VF特性，如正向电流I_F为100μA时所示：

把设备浸入温度为25℃的硅氧烷介电流体中并连接到测试电路中进行测试; 这可以模拟一个低功率器件无限散热的情况。每100毫秒，IF被减少到100μA，持续100μs，之后IF返回到100mA。使用采样保持电路，我们观察到低电流间隔期间器件的正向电压VF起始于1.050V。在1.080V（25°C）和1.030V（50°C）之间进行插值，可以发现结温是40°C。在100mA 正向电流时测量正向电压VF，发现为1.50V。因此，功耗为150 mW，代入热阻抗公式得，

当设备在静止空气中进行相同的测试，安装在印刷电路板上时，VF的最终值在100μA时为1.024，在100 mA时为1.40。因此TJ = 53°C，热阻抗为

其功耗曲线这样计算：

有无限热沉时，

没有无限热沉时，

图2A所示的曲线图分别表示出有热沉和无热沉的热降额，但是由于可靠性的原因，该装置被限制在250mW，而塑料封装只能承受100°C。

图2A 有热沉和无热沉的热降额

因此，最终功率降额曲线如图2B所示。 OP290的安全工作区域是整个阴影区域，但是需要有无限热沉; 而对于没有无限热沉的OP290，禁止在交叉阴影的区域工作。

图2B 最终功率降额曲线

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Clarence Lv8. 研究员 2018-10-30

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珍珍 Lv7. 资深专家 2018-10-26

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