ورقة بيانات LED UVA من سلسلة ELUA3535OG5 - مقاس 3.5x3.5x3.5 مم - جهد 3.2-4.0 فولت - تيار 500 مللي أمبير - نطاق طيفي 360-410 نانومتر - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تُعد سلسلة ELUA3535OG5 من مصابيح LED عالية الجودة والموثوقية، والمبنية على السيراميك، والمصممة خصيصًا لتطبيقات الأشعة فوق البنفسجية (UVA). تجعلها بنيتها القوية وخصائص أدائها مناسبة للبيئات المتطلبة.

1.1 المزايا الأساسية

• قدرة إشعاعية عالية:يوفر تدفقًا إشعاعيًا عاليًا، مما يجعله فعالًا للتطبيقات التي تتطلب شدة عالية من الأشعة فوق البنفسجية.
• عبوة سيراميك (Al2O3):توفر إدارة حرارية ممتازة، وقوة ميكانيكية، وموثوقية طويلة الأمد مقارنة بالعبوات البلاستيكية.
• عامل شكل مدمج:يسمح البصمة البالغة 3.5 مم × 3.5 مم × 3.5 مم بتخطيطات لوحات دوائر مطبوعة عالية الكثافة.
• الامتثال والسلامة:المنتج متوافق مع RoHS، وخالي من الرصاص، ومتوافق مع لوائح الاتحاد الأوروبي REACH، وخالي من الهالوجين، مما يلبي معايير السلامة والبيئة الصارمة.
• الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):حماية مدمجة ضد التفريغ الكهروستاتيكي تصل إلى 2 كيلو فولت (HBM)، مما يعزز متانة التعامل والتشغيل.

1.2 التطبيقات المستهدفة

تم تصميم سلسلة LED هذه لمختلف التطبيقات المهنية والصناعية للأشعة فوق البنفسجية، بما في ذلك:

• أنظمة التعقيم والتطهير بالأشعة فوق البنفسجية.
• التفاعل الضوئي بالأشعة فوق البنفسجية لتنقية الهواء والماء.
• إضاءة أجهزة الاستشعار والكشف بالأشعة فوق البنفسجية.
• عمليات المعالجة (التصلب) للمواد اللاصقة، والحبر، والطلاءات.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات الحدود التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. يجب الحفاظ على التشغيل ضمن هذه الحدود.

• التيار الأمامي الأقصى (I_F):1000 مللي أمبير للإصدارات 385 نانومتر، و395 نانومتر، و405 نانومتر؛ 700 مللي أمبير للإصدار 365 نانومتر. يُعزى هذا الاختلاف على الأرجح إلى طاقة الفوتون الأعلى والتحديات الحرارية المرتبطة بها عند الأطوال الموجية الأقصر.
• درجة حرارة التقاطع القصوى (T_J):105 درجة مئوية. يُعد الحفاظ على درجة حرارة التقاطع دون هذا الحد أمرًا بالغ الأهمية لطول العمر الافتراضي.
• المقاومة الحرارية (R_th):4 درجة مئوية/واط. تشير هذه القيمة المنخفضة إلى نقل حراري فعال من الشريحة إلى الوسادة الحرارية، مما يسهله العبوة السيراميكية.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_Opr):من -10 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.

2.2 الخصائص الضوئية والكهربائية

يوفر الجدول بيانات الأداء الرئيسية للتكوينات القياسية للمنتج عند تيار أمامي (I_F) قدره 500 مللي أمبير.

• الطول الموجي الذروي:متوفر في أربعة نطاقات: 360-370 نانومتر، 380-390 نانومتر، 390-400 نانومتر، و400-410 نانومتر، تغطي طيف UVA.
• التدفق الإشعاعي:تتراوح القيم الدنيا من 900 مللي واط (360-370 نانومتر) إلى 1000 مللي واط (الأطوال الموجية الأخرى). تبلغ القيم النموذجية حوالي 1200-1250 مللي واط.
• الجهد الأمامي (V_F):يتراوح عادةً بين 3.2 فولت و4.0 فولت عند 500 مللي أمبير، مع تحديد مجموعات تصنيف محددة للتحكم الأكثر دقة.

3. شرح نظام تصنيف المنتج

يضمن نظام التصنيف أداءً متسقًا من خلال تجميع مصابيح LED ذات خصائص متشابهة. يُعد هذا أمرًا بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا موحدًا.

3.1 تصنيف التدفق الإشعاعي

يتم فرز مصابيح LED بناءً على الحد الأدنى لإخراج التدفق الإشعاعي. تُستخدم رموز مجموعات تصنيف مختلفة (U1، U2، U3، U4) لمجموعة 360 نانومتر ومجموعات 380-410 نانومتر، مما يعكس الاختلافات النموذجية في الأداء عبر الأطوال الموجية.

3.2 تصنيف الطول الموجي الذروي

يتم تصنيف مصابيح LED إلى مجموعات (U36، U38، U39، U40) تتوافق مع نطاق طولها الموجي الذروي (مثل 360-370 نانومتر، 380-390 نانومتر). تم تحديد تفاوت ضيق يبلغ ±1 نانومتر.

3.3 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تصنيف الجهد بخطوات 0.2 فولت (مثل 3.2-3.4 فولت، 3.4-3.6 فولت). يساعد هذا في تصميم دوائر القيادة وإدارة تبديد الطاقة عبر عدة مصابيح LED متصلة على التوالي.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 الطيف والانبعاث النسبي

تُظهر منحنيات الطيف قمم انبعاث ضيقة مميزة لمصابيح LED. يتمتع LED 365 نانومتر بطيف أوسع قليلاً مقارنة بالإصدارات ذات الأطوال الموجية الأطول (385 نانومتر، 395 نانومتر، 405 نانومتر).

4.2 التدفق الإشعاعي النسبي مقابل التيار الأمامي

يزداد التدفق الإشعاعي بشكل شبه خطي مع التيار. يُظهر LED 405 نانومتر أعلى إخراج نسبي، بينما يُظهر LED 365 نانومتر الأدنى عند التيارات العالية، وهو ما يتوافق مع تصنيفه الأقل للتيار الأقصى.

4.3 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

تُظهر منحنيات V_Fخاصية ثنائية نموذجية. يُظهر LED 365 نانومتر عمومًا جهدًا أماميًا أعلى من الآخرين عند نفس التيار، وهو ما يُتوقع لأشباه الموصلات ذات الأطوال الموجية الأقصر.

4.4 الاعتماد على درجة الحرارة

• التدفق الإشعاعي مقابل درجة الحرارة:ينخفض الإخراج مع ارتفاع درجة حرارة البيئة المحيطة، حيث يكون LED 365 نانومتر الأكثر حساسية. يُعد التبريد الفعال أمرًا ضروريًا للحفاظ على الأداء.
• الطول الموجي الذروي مقابل درجة الحرارة:يتحول الطول الموجي الذروي قليلاً نحو الأطوال الموجية الأطول (الانزياح الأحمر) مع زيادة درجة الحرارة.
• الجهد الأمامي مقابل درجة الحرارة: V_Fينخفض خطيًا مع زيادة درجة الحرارة، وهي سلوكية نموذجية لأشباه الموصلات.

4.5 منحنى تخفيض التصنيف

يُعد منحنى تخفيض التصنيف أمرًا بالغ الأهمية للتصميم الحراري. يُظهر أقصى تيار أمامي مسموح به كدالة لدرجة حرارة البيئة المحيطة. على سبيل المثال، عند درجة حرارة بيئة محيطة تبلغ 85 درجة مئوية، يتم تقليل التيار الأقصى بشكل كبير لمنع تجاوز درجة حرارة التقاطع البالغة 105 درجة مئوية.

5. معلومات الميكانيكا والتعبئة

5.1 الأبعاد الميكانيكية

يتمتع LED ببصمة مربعة مقاس 3.5 مم × 3.5 مم بارتفاع 3.5 مم. يحدد الرسم البعدي جميع الأطوال الحرجة، بما في ذلك قبة العدسة وموضع الوسادة الحرارية والوسائد الكهربائية. يبلغ التفاوت عادةً ±0.1 مم.

5.2 تكوين الوسائد واستقطابية التيار

تُظهر المنظور السفلي تخطيط الوسائد: وسادتان كبيرتان للأنود والكاثود، ووسادة حرارية مركزية أكبر. الوسادة الحرارية معزولة كهربائيًا ويجب توصيلها بمنطقة نحاسية في اللوحة المطبوعة (PCB) للحصول على أفضل تبديد حراري. يتم تحديد استقطابية التيار بوضوح على العبوة نفسها.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف إعادة التدفئة لللحام

LED مناسب لعمليات SMT (تقنية التركيب السطحي) القياسية. يجب اتباع ملف إعادة التدفئة الموصى به بعناية. تشمل الاعتبارات الرئيسية:

• تجنب تجاوز دورتي إعادة تدفئة لتقليل الإجهاد الحراري على العبوة والروابط الداخلية.
• منع الإجهاد الميكانيكي على LED خلال مراحل التسخين والتبريد أثناء اللحام.
• عدم ثني اللوحة المطبوعة (PCB) بعد اللحام، حيث يمكن أن يتسبب ذلك في تشقق العبوة السيراميكية أو وصلات اللحام.

6.2 التخزين والتعامل

قم بالتخزين في بيئة جافة ضمن نطاق درجة حرارة التخزين المحدد (-40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية). استخدم إجراءات آمنة ضد التفريغ الكهروستاتيكي (ESD-safe) أثناء التعامل بسبب الحماية المدمجة ولكن المحدودة ضد التفريغ الكهروستاتيكي.

7. معلومات الطلب وتسمية النموذج

يتبع رقم الجزء هيكلًا مفصلاً:ELUA3535OG5-PXXXXYY3240500-VD1M

• EL:رمز الشركة المصنعة.
• UA:يشير إلى منتج UVA.
• 3535:حجم العبوة (3.5 مم × 3.5 مم).
• O:مادة العبوة (سيراميك Al₂O₃).
• G:الطلاء (Ag).
• 5:زاوية الرؤية (50°).
• PXXXX:رمز الطول الموجي الذروي (مثل 6070 لنطاق 360-370 نانومتر).
• YY:مجموعة تصنيف الحد الأدنى للتدفق الإشعاعي (مثل U1 لـ 900 مللي واط).
• 3240:نطاق مواصفات الجهد الأمامي (3.2-4.0 فولت).
• 500:التيار الأمامي المقنن (500 مللي أمبير).
• V:نوع الشريحة (عمودي).
• D:حجم الشريحة (45 ميل).
• 1:عدد الشرائح (1).
• M:نوع العملية (قولبة).

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 الإدارة الحرارية

هذا هو الجانب الأكثر أهمية في التصميم. تكون المقاومة الحرارية المنخفضة (4 درجة مئوية/واط) فعالة فقط إذا تم نقل الحرارة بعيدًا عن الوسادة الحرارية. استخدم لوحة دوائر مطبوعة (PCB) ذات فتحات حرارية كافية متصلة بمستويات تأريض داخلية أو مبرد حراري خارجي. راقب درجة حرارة التقاطع باستخدام منحنى تخفيض التصنيف.

8.2 القيادة الكهربائية

استخدم سائق تيار ثابت مناسب لمتطلبات الجهد الأمامي والتيار. ضع في اعتبارك تصنيف الجهد عند التصميم لعدة مصابيح LED متصلة على التوالي لضمان توزيع تيار موحد. لا تتجاوز تصنيفات التيار القصوى المطلقة.

8.3 التصميم البصري

توفر زاوية الرؤية البالغة 50° شعاعًا واسعًا نسبيًا. للتطبيقات المركزة، قد تكون البصريات الثانوية (العدسات، العواكس) مطلوبة. تأكد من أن أي مواد مستخدمة (عدسات، مواد تغليف) مستقرة للأشعة فوق البنفسجية لمنع الاصفرار والتدهور بمرور الوقت.

9. المقارنة التقنية والتمييز

المميزات الأساسية لسلسلة ELUA3535OG5 هيعبوتها السيراميكيةوإخراجها عالي القدرة للأشعة فوق البنفسجية (UVA)في بصمة 3535 مدمجة.

• مقارنة بمصابيح LED UVA ذات العبوة البلاستيكية:يقدم السيراميك أداءً حراريًا فائقًا، ودرجة حرارة تقاطع قصوى أعلى، وموثوقية أفضل على المدى الطويل تحت تشغيل الأشعة فوق البنفسجية عالي القدرة، والذي يمكن أن يتسبب في تدهور البلاستيك.
• مقارنة بالعبوات السيراميكية الأكبر:يسمح حجم 3535 بتصميمات أكثر إحكاما دون التضحية بمزايا البناء السيراميكي.
• مقارنة بمصابيح LED UVA الأقل قدرة:التدفق الإشعاعي العالي (يصل إلى 1500 مللي واط) يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إشعاعية عالية، مما يقلل من عدد مصابيح LED المطلوبة لإخراج معين.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 لماذا يكون التيار الأقصى أقل لإصدار 365 نانومتر؟

بشكل عام، تتمتع مصابيح LED ذات الأطوال الموجية الأقصر (مثل 365 نانومتر) بكفاءة تحويل طاقة كهربائية إلى ضوء أقل، مما يعني أن نسبة أعلى من الطاقة الكهربائية تتحول إلى حرارة بدلاً من الضوء. للحفاظ على الموثوقية ومنع ارتفاع درجة الحرارة عند التقاطع، يتم تخفيض تصنيف التيار الأقصى.

10.2 ما مدى أهمية توصيل الوسادة الحرارية؟

إنه أمر ضروري تمامًا للتشغيل الموثوق عند التيارات العالية. الوسادة الحرارية هي المسار الأساسي لخروج الحرارة. عدم توصيلها بشكل صحيح سيتسبب في ارتفاع درجة حرارة LED بسرعة، مما يؤدي إلى فشل مبكر (انخفاض في التدفق الضوئي) أو تلف فوري.

10.3 هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر جهد ثابت؟

غير موصى به. مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. يتمتع جهدها الأمامي بمعامل درجة حرارة سالب ويختلف من وحدة إلى أخرى (كما هو موضح في نظام التصنيف). يمكن أن يؤدي مصدر الجهد الثابت إلى هروب حراري، حيث يؤدي التيار المتزايد إلى مزيد من الحرارة، مما يخفض V_F، مما يتسبب في تيار أكبر، مما يؤدي في النهاية إلى تدمير LED. استخدم دائمًا سائق تيار ثابت.

10.4 ما هو العمر الافتراضي النموذجي لهذا LED؟

على الرغم من عدم تقديم عمر افتراضي محدد L70/L50 (عدد الساعات حتى 70% أو 50% من الإخراج الأولي) في ورقة البيانات هذه، إلا أن البناء السيراميكي عالي الجودة ومواصفة درجة حرارة التقاطع القصوى البالغة 105 درجة مئوية هما مؤشران على موثوقية طويلة الأمد جيدة. يعتمد العمر الفعلي بشكل كبير على ظروف التشغيل، خاصة درجة حرارة التقاطع. سيؤدي التشغيل عند التيار الموصى به أو أقل منه، مع إدارة حرارية ممتازة، إلى تعظيم العمر الافتراضي.

11. دراسة حالة للتصميم والاستخدام

11.1 محطة المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية للمواد اللاصقة

السيناريو:تصميم محطة معالجة بالأشعة فوق البنفسجية للمواد اللاصقة سريعة المعالجة. تحتاج المحطة إلى مجموعة من مصابيح LED لتوفير ضوء UVA عالي الكثافة وموحد على مساحة 10 سم × 10 سم.

خطوات التصميم:

1. اختيار LED:اختر إصدار ELUA3535OG5-P0010U2... (400-410 نانومتر)، حيث يتم تصميم العديد من المواد اللاصقة للمعالجة بكفاءة في هذا النطاق الطيفي.
2. تخطيط المجموعة:احسب عدد مصابيح LED المطلوبة بناءً على الإشعاعية المطلوبة (مللي واط/سم²) عند مسافة العمل. قد يكون استخدام بصريات لتركيز أو نشر الشعاع 50° ضروريًا لتحقيق التوحيد.
3. التصميم الحراري:قم بتركيب مصابيح LED على لوحة دوائر مطبوعة ذات قلب ألومنيوم (MCPCB) مع طبقة عازل ذات توصيل حراري عالي. ثم يتم تثبيت لوحة MCPCB بأكملها على مبرد حراري من الألومنيوم الممدود مع مروحة.
4. التصميم الكهربائي:استخدم سائق تيار ثابت قادر على توفير التيار الإجمالي لجميع مصابيح LED في تكوين متسلسل/متوازي. قم بتضمين صمامات مناسبة ومراقبة للتيار.
5. التحكم:نفذ مؤقتًا وربما مستشعر درجة حرارة على المبرد الحراري لمنع ارتفاع درجة الحرارة أثناء الاستخدام الممتد.

النتيجة:محطة معالجة موثوقة وعالية الأداء بإخراج متسق وعمر خدمة طويل، مُمكَّنة بالأداء الحراري والبصري القوي لمصابيح LED السيراميكية UVA.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

تعمل مصابيح LED UVA على نفس المبدأ الأساسي لمصابيح LED الضوئية المرئية: الانبعاث الكهروضوئي في مادة شبه موصلة. عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات والفجوات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث من خلال طاقة فجوة النطاق للمادة شبه الموصلة. بالنسبة لضوء UVA (315-400 نانومتر)، تُستخدم مواد مثل نيتريد الألومنيوم الغاليوم (AlGaN) أو نيتريد الإنديوم الغاليوم (InGaN) بتركيبات محددة لتحقيق فجوة النطاق الواسعة المطلوبة. تعمل العبوة السيراميكية كركيزة قوية تنقل الحرارة بشكل فعال بعيدًا عن شريحة أشباه الموصلات، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء وطول العمر، خاصة عند التيارات العالية المستخدمة لتطبيقات UVA.

13. اتجاهات التكنولوجيا والتوقعات

يتم دفع سوق مصابيح LED UVA من خلال التطبيقات في التعقيم، والتطهير، والمعالجة الصناعية. تشمل الاتجاهات الرئيسية:

• زيادة الكفاءة (WPE):يهدف البحث المستمر إلى تحسين كفاءة تحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء لمصابيح LED UVA، مما يقلل من استهلاك الطاقة والحمل الحراري لنفس الإخراج الضوئي.
• كثافة طاقة أعلى:يستمر التطوير نحو حزم المزيد من الطاقة الضوئية في نفس أحجام العبوات أو أصغر، مثل 3535، مما يتيح أنظمة أكثر إحكامًا وقوة.
• تحسين الموثوقية عند الأطوال الموجية الأقصر:يظل تعزيز طول العمر والأداء لمصابيح LED التي تنبعث في الطرف الأدنى من طيف UVA (مثل 365 نانومتر) وفي نطاقات UVB/UVC محور تركيز كبير لتطبيقات التعقيم.
• التعبئة المتقدمة:الابتكارات في مواد العبوة (مثل السيراميك الآخر، المواد المركبة) وتقنيات الواجهة الحرارية لخفض المقاومة الحرارية بشكل أكبر وإدارة الحرارة في المجموعات عالية القدرة.
• التكامل الذكي:التكامل المحتمل لأجهزة الاستشعار (مثل لمراقبة درجة الحرارة أو الإشعاعية) داخل وحدات LED للتحكم في حلقة مغلقة في الأنظمة المتقدمة.