ELUA4545OG3 UVA एलईडी डेटाशीट - 4.5x4.5x4.5mm - 3.2-4.1V - 1.8W - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

ELUA4545OG3 उत्पाद श्रृंखला एक उच्च विश्वसनीयता वाली, सिरेमिक-आधारित प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) का प्रतिनिधित्व करती है, जिसे विशेष रूप से अल्ट्रावायलेट-ए (UVA) अनुप्रयोगों के लिए इंजीनियर किया गया है। इसकी मूल संरचना Al2O3 (एल्यूमीनियम ऑक्साइड) सिरेमिक पैकेज का उपयोग करती है, जो पारंपरिक प्लास्टिक पैकेज की तुलना में श्रेष्ठ थर्मल प्रबंधन और यांत्रिक स्थिरता प्रदान करता है। यह श्रृंखला विशेष रूप से उन चुनौतीपूर्ण वातावरणों के लिए उपयुक्त है जहाँ सुसंगत प्रकाशीय आउटपुट और दीर्घकालिक विश्वसनीयता महत्वपूर्ण है।

इस श्रृंखला का प्राथमिक लाभ एक कॉम्पैक्ट 4.5mm x 4.5mm फुटप्रिंट के भीतर उच्च विकिरण फ्लक्स आउटपुट के संयोजन में निहित है। इसे 500mA के फॉरवर्ड करंट पर संचालित होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो एक विशिष्ट प्रकाशीय शक्ति प्रदान करता है जो इसे 1.8W-श्रेणी के उपकरण के रूप में वर्गीकृत करता है। श्रृंखला में आवश्यक सुरक्षा सुविधाएँ शामिल हैं, जिनमें 2KV (ह्यूमन बॉडी मॉडल) तक रेटेड ESD सुरक्षा शामिल है, जो हैंडलिंग और असेंबली के दौरान मजबूती सुनिश्चित करती है। इसके अलावा, उत्पाद प्रमुख पर्यावरणीय और सुरक्षा निर्देशों का अनुपालन करता है, RoHS अनुपालन, Pb-मुक्त, EU REACH अनुपालन और हैलोजन-मुक्त (ब्रोमीन और क्लोरीन सामग्री पर सख्त सीमाओं के साथ) है।

ELUA4545OG3 के लिए लक्षित बाजार में UV कीटाणुशोधन प्रणालियों के निर्माता शामिल हैं, जहाँ UVA प्रकाश का उपयोग सूक्ष्मजीवों को निष्क्रिय करने के लिए किया जाता है; UV फोटोकैटलिस्ट प्रणालियाँ, जो हवा या पानी की शुद्धि के लिए फोटोकैटलिटिक सामग्री को सक्रिय करने के लिए UVA का उपयोग करती हैं; और विभिन्न UV सेंसर और क्यूरिंग अनुप्रयोग।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

उपकरण की परिचालन सीमाएँ इसकी पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स द्वारा परिभाषित की जाती हैं। 385nm, 395nm, और 405nm तरंगदैर्ध्य वेरिएंट के लिए अधिकतम अनुमेय DC फॉरवर्ड करंट (I_F) 1000mA है। 365nm वेरिएंट के लिए, अधिकतम I_Fको 700mA तक कम किया गया है, जो छोटी तरंगदैर्ध्य पर विशिष्ट सामग्री विशेषताओं को दर्शाता है। अधिकतम जंक्शन तापमान (T_J) 105°C है, जबकि अनुशंसित ऑपरेटिंग तापमान सीमा (T_Opr) -10°C से +100°C तक है। जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक थर्मल प्रतिरोध (R_th) 4°C/W के रूप में निर्दिष्ट है, जो हीटसिंक डिज़ाइन के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।

2.2 फोटोमेट्रिक और विद्युत विशेषताएँ

श्रृंखला चार शिखर तरंगदैर्ध्य समूहों में पेश की जाती है: 360-370nm, 380-390nm, 390-400nm, और 400-410nm। 360-370nm (365nm विशिष्ट) वेरिएंट के लिए, न्यूनतम विकिरण फ्लक्स 900mW है, विशिष्ट 1200mW है, और अधिकतम 1500mW है जब I_F=500mA पर संचालित किया जाता है। अन्य तीन तरंगदैर्ध्य समूहों (385nm, 395nm, 405nm विशिष्ट) के लिए, न्यूनतम विकिरण फ्लक्स अधिक 1000mW है, जिसके विशिष्ट और अधिकतम मान क्रमशः 1250mW और 1500mW हैं। इस स्थिति में सभी वेरिएंट के लिए फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) 3.2V से 4.1V तक होता है।

3. बिनिंग प्रणाली स्पष्टीकरण

उत्पाद को अनुप्रयोग डिज़ाइन में सुसंगतता सुनिश्चित करने के लिए एक सटीक बिनिंग प्रणाली के अनुसार वर्गीकृत किया गया है।

3.1 विकिरण फ्लक्स बिनिंग

विकिरण फ्लक्स को 365nm समूह और 385-405nm समूहों के लिए अलग से बिन किया गया है। 365nm एलईडी के लिए, बिन U1, U2, और U3 क्रमशः 900-1100mW, 1100-1300mW, और 1300-1500mW की सीमा को कवर करते हैं। 385-405nm एलईडी के लिए, बिन U2, U3, और U4 क्रमशः 1000-1200mW, 1200-1400mW, और 1400-1500mW को कवर करते हैं। माप सहनशीलता ±10% है।

3.2 शिखर तरंगदैर्ध्य बिनिंग

शिखर तरंगदैर्ध्य को चार बिन में समूहीकृत किया गया है: U36 (360-370nm), U38 (380-390nm), U39 (390-400nm), और U40 (400-410nm)। माप सहनशीलता ±1nm है।

3.3 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग

I_F=500mA पर फॉरवर्ड वोल्टेज को तीन श्रेणियों में बिन किया गया है: 3235 (3.2-3.5V), 3538 (3.5-3.8V), और 3841 (3.8-4.1V)। माप सहनशीलता ±2% है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

4.1 स्पेक्ट्रम और सापेक्ष विकिरण फ्लक्स

स्पेक्ट्रम वितरण वक्र प्रत्येक तरंगदैर्ध्य समूह (365nm, 385nm, 395nm, 405nm) के लिए विशिष्ट संकीर्ण उत्सर्जन शिखर दिखाते हैं। सापेक्ष विकिरण फ्लक्स बनाम फॉरवर्ड करंट ग्राफ रेटेड 500mA तक लगभग रैखिक संबंध प्रदर्शित करता है, जिसमें 405nm वेरिएंट दिए गए करंट पर उच्चतम सापेक्ष आउटपुट और 365nm वेरिएंट सबसे कम दिखाता है, जो फोटॉन ऊर्जा अंतर के कारण अपेक्षित है।

4.2 थर्मल विशेषताएँ

सापेक्ष विकिरण फ्लक्स बनाम परिवेश तापमान वक्र दिखाता है कि तापमान बढ़ने के साथ आउटपुट कम होता है, जो एलईडी के लिए एक सामान्य व्यवहार है। डीरेटिंग वक्र डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है: यह परिवेश तापमान (थर्मल पैड पर) के एक फ़ंक्शन के रूप में अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट निर्धारित करता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि जंक्शन तापमान 105°C से अधिक न हो। उदाहरण के लिए, 85°C के परिवेश तापमान पर, विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए 365nm एलईडी के लिए अधिकतम करंट काफी कम कर दिया जाता है।

4.3 फॉरवर्ड वोल्टेज और शिखर तरंगदैर्ध्य ड्रिफ्ट

फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट वक्र विशिष्ट डायोड व्यवहार दिखाता है। फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम परिवेश तापमान वक्र एक नकारात्मक तापमान गुणांक दर्शाता है, जहाँ V_Fतापमान बढ़ने के साथ थोड़ा कम हो जाता है। शिखर तरंगदैर्ध्य भी करंट और तापमान दोनों के साथ बदलता है, आमतौर पर उच्च तापमान के साथ बढ़ता (रेड-शिफ्टिंग) है।

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

5.1 यांत्रिक आयाम

एलईडी में एक वर्गाकार सिरेमिक बॉडी है जिसकी लंबाई 4.5mm, चौड़ाई 4.5mm और ऊंचाई 4.5mm है, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सहनशीलता ±0.1mm है। पैकेज में प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) पर कुशल गर्मी हस्तांतरण के लिए नीचे एक थर्मल पैड शामिल है।

5.2 पैड कॉन्फ़िगरेशन और पोलैरिटी

उपकरण में सरफेस-माउंट पैड की विशेषता है। पैड लेआउट आरेख एनोड (+) और कैथोड (-) विद्युत कनेक्शनों के साथ-साथ थर्मल पैड को स्पष्ट रूप से पहचानता है। असेंबली के दौरान उपकरण क्षति को रोकने के लिए सही पोलैरिटी का पालन किया जाना चाहिए।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

ELUA4545OG3 मानक SMT (सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी) प्रक्रियाओं, जिसमें रीफ्लो सोल्डरिंग शामिल है, के लिए उपयुक्त है। महत्वपूर्ण दिशानिर्देशों में शामिल हैं: रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाना चाहिए; एक ही उपकरण पर प्रक्रिया दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए; गर्म करने और ठंडा करने के दौरान एलईडी पर यांत्रिक तनाव से बचा जाना चाहिए; और सोल्डरिंग के बाद PCB को मोड़ा नहीं जाना चाहिए ताकि सिरेमिक पैकेज या सोल्डर जोड़ों में दरार को रोका जा सके। विशिष्ट रीफ्लो तापमान प्रोफाइल को समान सिरेमिक घटकों के लिए उद्योग मानकों का पालन करना चाहिए।

7. ऑर्डरिंग सूचना और मॉडल नामकरण

उत्पाद नामकरण एक विस्तृत कोडिंग प्रणाली का पालन करता है: ELUA4545OG3-PXXXXYY3241500-VD1M। प्रमुख तत्वों में शामिल हैं: \"EL\" निर्माता के लिए, \"UA\" UVA के लिए, \"4545\" पैकेज आकार के लिए, \"O\" Al2O3 सिरेमिक के लिए, \"G\" Ag कोटिंग के लिए। \"PXXXX\" तरंगदैर्ध्य सीमा को परिभाषित करता है (उदा., 360-370nm के लिए 6070)। \"YY\" न्यूनतम विकिरण फ्लक्स बिन कोड को परिभाषित करता है। \"3241\" फॉरवर्ड वोल्टेज सीमा (3.2-4.1V) निर्दिष्ट करता है। \"500\" फॉरवर्ड करंट रेटिंग (500mA) इंगित करता है। प्रत्यय चिप प्रकार (वर्टिकल), आकार (45mil), मात्रा (1), और प्रक्रिया (मोल्डिंग) का विवरण देता है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• UV कीटाणुशोधन प्रणालियाँ:एयर प्यूरीफायर, पानी कीटाणुशोधन इकाइयों और सतह सैनिटाइज़र में उपयोग किया जाता है। 365nm और 385nm तरंगदैर्ध्य फोटोकैटलिटिक प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करने या सीधे कुछ सूक्ष्मजीवों को प्रभावित करने के लिए सामान्य हैं।
• UV फोटोकैटलिस्ट सक्रियण:वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs) या गंधों को तोड़ने के लिए टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO2) या अन्य उत्प्रेरकों का उपयोग करने वाली प्रणालियों में आवश्यक है।
• UV क्यूरिंग:ऐडहेसिव्स, स्याही और कोटिंग्स के लिए जो UVA प्रकाश के तहत पॉलिमराइज होते हैं।
• सेंसर उत्तेजना:फ्लोरेसेंस या फॉस्फोरेसेंस-आधारित सेंसर के लिए प्रकाश स्रोत के रूप में।

8.2 डिज़ाइन विचार

• थर्मल प्रबंधन:1.8W पावर डिसिपेशन के कारण, विशेष रूप से उच्च-परिवेश तापमान वाले वातावरण में जंक्शन तापमान को सीमा के भीतर बनाए रखने के लिए पर्याप्त थर्मल वाया और संभवतः एक बाहरी हीटसिंक के साथ एक ठीक से डिज़ाइन किया गया PCB अनिवार्य है।
• करंट ड्राइव:स्थिर प्रकाशीय आउटपुट और दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए एक स्थिर करंट ड्राइवर की अनुशंसा की जाती है। ड्राइव करंट को आवश्यक विकिरण फ्लक्स और थर्मल डीरेटिंग वक्र के आधार पर चुना जाना चाहिए।
• ऑप्टिक्स:UVA प्रकाश मानव आँख को दिखाई नहीं देता है। उचित सुरक्षा उपाय (एन्क्लोजर, चेतावनी) लागू किए जाने चाहिए, क्योंकि लंबे समय तक संपर्क हानिकारक हो सकता है। विकिरण को निर्देशित करने के लिए प्रकाशीय लेंस या परावर्तक की आवश्यकता हो सकती है।
• ESD सुरक्षा:हालाँकि उपकरण में अंतर्निहित ESD सुरक्षा है, असेंबली के दौरान मानक ESD हैंडलिंग सावधानियाँ अभी भी सलाह दी जाती हैं।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

ELUA4545OG3 अपने सिरेमिक पैकेज के माध्यम से स्वयं को अलग करता है। प्लास्टिक-पैकेज्ड UVA एलईडी की तुलना में, सिरेमिक पैकेज काफी कम थर्मल प्रतिरोध प्रदान करता है, जो उच्च ड्राइव करंट और समय और तापमान पर बेहतर प्रदर्शन स्थिरता सक्षम करता है। 4.5mm फुटप्रिंट एक उच्च शक्ति घनत्व प्रदान करता है। तरंगदैर्ध्य, फ्लक्स और वोल्टेज के लिए कई, सख्ती से परिभाषित बिन का समावेश सटीक सिस्टम डिज़ाइन और मल्टी-एलईडी सरणियों में कसा हुआ प्रदर्शन मिलान की अनुमति देता है, जो कीटाणुशोधन या क्यूरिंग अनुप्रयोगों में एकसमान विकिरण के लिए महत्वपूर्ण है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी पैरामीटर के आधार पर)

प्रश्न: 365nm संस्करण के लिए अधिकतम करंट कम क्यों है?

उत्तर: छोटी तरंगदैर्ध्य फोटॉन (जैसे 365nm) उत्पन्न करने के लिए उपयोग की जाने वाली अर्धचालक सामग्रियों में आमतौर पर अलग-अलग विद्युत और थर्मल गुण होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अक्सर दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने और त्वरित गिरावट को रोकने के लिए एक कम अधिकतम करंट रेटिंग होती है।

प्रश्न: मैं अपने अनुप्रयोग के लिए सही बिन का चयन कैसे करूँ?

उत्तर: विशिष्ट विकिरण तीव्रता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, एक उच्च विकिरण फ्लक्स बिन (जैसे, U3/U4) चुनें। सटीक तरंगदैर्ध्य के प्रति संवेदनशील अनुप्रयोगों (जैसे, फोटोकैटलिस्ट की सक्रियण शिखर से मिलान) के लिए, उपयुक्त तरंगदैर्ध्य बिन (U36, U38, आदि) का चयन करें। बिजली आपूर्ति डिज़ाइन के लिए, एक कसा हुआ फॉरवर्ड वोल्टेज बिन करंट विनियमन को सरल बना सकता है।

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को वोल्टेज स्रोत से चला सकता हूँ?

उत्तर: इसकी दृढ़ता से हतोत्साहित किया जाता है। एलईडी करंट-चालित उपकरण हैं। उनके फॉरवर्ड वोल्टेज में एक नकारात्मक तापमान गुणांक होता है और यह इकाई से इकाई में भिन्न होता है। एक स्थिर वोल्टेज स्रोत से चलाने से थर्मल रनअवे और विनाशकारी विफलता हो सकती है। हमेशा एक स्थिर करंट ड्राइवर का उपयोग करें।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी

एक छोटे 3D प्रिंटर रेजिन टैंक के लिए UV क्यूरिंग मॉड्यूल डिजाइन करने पर विचार करें। लक्ष्य 10cm x 10cm क्षेत्र में एकसमान क्यूरिंग प्राप्त करना है। एक डिजाइनर ELUA4545OG3-P9000U33241500-VD1M (390-400nm तरंगदैर्ध्य, U3 फ्लक्स बिन) का चयन कर सकता है। 16 एलईडी (4x4) की एक सरणी की योजना बनाई जा सकती है। डीरेटिंग वक्र के आधार पर और मॉड्यूल परिवेश तापमान 50°C मानते हुए, डिजाइनर प्रति एलईडी 450mA का एक सुरक्षित ड्राइव करंट निर्धारित करता है। 500mA पर विशिष्ट विकिरण फ्लक्स 1250mW का उपयोग करके और 450mA के लिए सापेक्ष फ्लक्स वक्र से एक्सट्रपलेशन करके, प्रति एलईडी अपेक्षित प्रकाशीय शक्ति की गणना की जाती है। लक्ष्य क्षेत्र पर कुल UV विकिरण को तब मॉडल किया जाता है, विकिरण पैटर्न और दूरी पर विचार करते हुए। PCB को 2oz कॉपर लेयर और प्रत्येक एलईडी के थर्मल पैड के नीचे थर्मल वाया की एक सरणी के साथ डिज़ाइन किया गया है जो एक बड़े बॉटम-साइड कॉपर पोर से जुड़ा हुआ है, यह सुनिश्चित करते हुए कि जंक्शन से परिवेश तक थर्मल प्रतिरोध T_Jको 105°C से नीचे रखने के लिए पर्याप्त कम है। 7.2A (16 * 0.45A) देने में सक्षम एक स्थिर करंट ड्राइवर का चयन किया जाता है।

12. संचालन सिद्धांत परिचय

UVA एलईडी दृश्यमान एलईडी के समान मूलभूत सिद्धांत पर काम करते हैं: एक अर्धचालक p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस। जब एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं जहाँ वे पुनर्संयोजित होते हैं, फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) सक्रिय क्षेत्र में उपयोग की जाने वाली अर्धचालक सामग्रियों की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित की जाती है। UVA प्रकाश (तरंगदैर्ध्य ~315-400nm) के लिए, वांछित बैंडगैप प्राप्त करने के लिए एल्यूमीनियम गैलियम नाइट्राइड (AlGaN) या इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) जैसी विशिष्ट संरचना वाली सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। सिरेमिक पैकेज मुख्य रूप से उत्कृष्ट तापीय चालकता के साथ एक मजबूत यांत्रिक सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है ताकि गैर-विकिरण पुनर्संयोजन और विद्युत हानियों से उत्पन्न गर्मी को दूर किया जा सके, जिससे दक्षता और जीवनकाल बनाए रखा जा सके।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

UVA एलईडी बाजार पारा-मुक्त UV स्रोतों की मांग से प्रेरित है, जिससे उच्च वॉल-प्लग दक्षता (प्रति विद्युत वाट अधिक प्रकाशीय शक्ति), छोटे पैकेजों से बढ़ी हुई शक्ति घनत्व और लंबे परिचालन जीवनकाल की ओर रुझान हो रहा है। दक्षता में सुधार के लिए, विशेष रूप से छोटी UVA और UVB तरंगदैर्ध्य पर, नई अर्धचालक सामग्रियों और संरचनाओं पर निरंतर शोध चल रहा है। इसके अलावा, उन्नत अनुप्रयोगों में बंद-लूप तीव्रता नियंत्रण के लिए स्मार्ट ड्राइवरों और सेंसर के साथ एकीकरण अधिक सामान्य होता जा रहा है। स्थिरता के लिए धक्का पूरे उद्योग में RoHS और हैलोजन-मुक्त अनुपालन पर जोर देना जारी रखता है।