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光電開關注塑封裝,光遮斷器的運行原理及應用領域

2020-11-02 14:42:55 1333

光遮斷器也稱傳輸型光傳感器,也可叫電光電開關,即在一個封裝內將發光元件和測光元件面對面排列,通過探測其間是否有物體遮住光線來實現檢測功能。發光元件使用的是輸出高、壽命長的GaAs紅外發光二極管。測光元件主要使用單光電晶體管,雙光電晶體管或光電IC。

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光電開關組合封裝
 

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二次注模封裝
 

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光電開關等效電路
 

該遮斷器分為殼(Housing)型和二次模塑型。其中,組裝型最為常用,是將發光管和接收管插在樹脂殼內的光電開關。二次模塑型則應用于近來小型化產品。

 

為了提高發光和測光效率,光電開關使用的發光及測光元件模塑樹脂為無雜質的高純度環氧樹脂。為此,其與IC和晶體管等的樹脂不同,在耐熱性、機械性強度、耐溶劑性上有些弱。因此,在安裝、使用以及電路設計時請注意以下幾點。

 

1、 根據使用方法不同,紅外發光二極管的使用電流有所不同。因此,需要分別決定光電晶體管的負荷電阻。如果負荷電阻的選定不適當,會發生器件不正常的問題。關鍵在于發射強度上下限定值的模擬。即暗電流的最大值、模擬電壓和發射強度的一半。下圖公式,表示限流電阻選定方法例,當光電開關2個以上并列使用時,如果將紅外發光二極管的限流電阻并聯使用,那麼由于VF差異會出現功能不能正常運轉的情況。
 

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負載電阻請參照以下計算范例
 

 

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一般客戶典型應用電路

1、 由以上電路計算正向電流的算法,(當發射二極管的VF電壓為1.3V時)

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2、 最小集電極電流IC

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3、考慮賴性隨著時間變化

 

請注意,使用光電開關紅外二極管具有固有的壽命,因此很容易受到時間的流逝出現性能下降的情況。

 

假設按10年后減少50%來算

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閥值電壓:

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電路判定輸入信號的高電平閥值電壓都是在3.8,低電平閥值電壓大約在1.0V,一般設計電路方案時都需要滿足這個電壓閥值范圍

 

最小負載電阻RL:

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最大負載電阻RL:

 

以規格標注最大暗電流10UA來算:

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從以上計算結果得到負載電阻RL的范圍

 

引線成型時,請注意以下幾點:

 

1、在引腳成型時,應避免使用讓引線根部受力的成型方式,應在固定引腳的狀態下進行成型。

 

2、應在距引線根部2mm處進行彎折。

 

3、成型須在焊接之前進行。

 

4、在成型時,避免在引線的同一部位彎曲多次。

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切割引線時注意事項: 

 

須在常溫下切割引線。在高溫下切割引線可能會引起內部線路斷裂。

 

有關安裝方法請注意以下幾點:

 

1、安裝在基板上時,盡量安裝孔距和引腳孔距應保持一致,避免擴大或縮小引腳。2、若使用托架來定位,須考慮托架、基板及產品尺寸公差,避免使引腳受力。

 

注)請注意使用材料的熱膨脹參數。在預熱及焊接過程中,托架的膨脹和收縮可能會使引線受力,造成線路斷裂。

 

焊接建議條件如下:

 

1、請使用松脂焊劑。使用強酸或強堿性焊劑可能會發生腐蝕現象,請注意。

 

2、表面貼安裝產品開封后,須確認時間管理以及焊盤、使用的焊劑、涂抹厚度和尺寸等特殊條件。

 

請告知分割基板時的原則。 

 

分割基板的原則如下:

 

相比二次模塑型,殼組裝型在構造上、彎曲受力以及壓力(特別是沖擊力)相對較弱,請使用輔助工具等,采用不使部件直接受力的分割方式。                          

 

 

高速運轉、反應速度的注意事項: 

 

當進行高速開關時,需要注意光電開關的反應速度。在作為微秒(μsec)命令下通過ON-OFF進行位置控制等元件時,反應速度數據相對數據表要留有余地。在高速使用時,作為控制的光電晶體管側的電阻值要設低一些。紅外發光二極管側的電阻值也要隨之設低,增加發射管電流值來增加發射強度。

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