LTPL-W35UV275GH UVC LED डेटाशीट - 35x35mm पैकेज - 6.7V टाइप - 275nm पीक वेवलेंथ - 5.3W मैक्स पावर - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTPL-W35UV275GH एक उच्च-प्रदर्शन, ऊर्जा-कुशल अल्ट्रावायलेट-सी (UVC) लाइट-एमिटिंग डायोड (LED) है, जिसे विशेष रूप से स्टरलाइज़ेशन और चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उत्पाद सॉलिड-स्टेट प्रकाश प्रौद्योगिकी में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है, जो पारंपरिक यूवी प्रकाश स्रोतों जैसे कि मर्करी लैंप के लिए एक विश्वसनीय और लंबे समय तक चलने वाला विकल्प प्रदान करता है। LED प्रौद्योगिकी के अंतर्निहित लाभों, जिसमें विस्तारित परिचालन जीवनकाल, तत्काल चालू/बंद क्षमता और डिज़ाइन लचीलापन शामिल है, का लाभ उठाकर, यह कीटाणुशोधन प्रणाली डिजाइन में नई संभावनाएं सक्षम करता है।

इस UVC LED की प्रमुख विशेषताओं में एकीकृत सर्किट (IC) ड्राइव सिस्टम के साथ इसकी संगतता, RoHS (हानिकारक पदार्थों पर प्रतिबंध) निर्देशों का अनुपालन, और इसकी लीड-मुक्त संरचना शामिल है। ये गुण अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए समग्र परिचालन और रखरखाव लागत को कम करने में योगदान करते हैं, जिससे यह निरंतर या रुक-रुक कर होने वाली स्टरलाइज़ेशन प्रक्रियाओं के लिए एक आर्थिक रूप से व्यवहार्य समाधान बन जाता है।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

डिवाइस को 25°C के परिवेश के तापमान (Ta) पर निम्नलिखित पूर्ण अधिकतम स्थितियों के तहत संचालन के लिए निर्दिष्ट किया गया है। इन रेटिंग्स से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है।

• शक्ति अपव्यय (Po):अधिकतम 5.3 वाट।
• डीसी फॉरवर्ड करंट (IF):अधिकतम 700 मिलीएम्पियर।
• संचालन तापमान सीमा (Topr):-40°C से +80°C।
• भंडारण तापमान सीमा (Tstg):-40°C से +100°C।
• जंक्शन तापमान (Tj):अधिकतम 110°C।

LED को लंबे समय तक रिवर्स बायस स्थितियों में संचालित करने से बचना अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि इससे घटक विफलता हो सकती है।

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ

Ta=25°C पर मापे गए, प्रमुख प्रदर्शन पैरामीटर LED के परिचालन व्यवहार को परिभाषित करते हैं।

• फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):IF=600mA पर आमतौर पर 6.7V, जिसकी सीमा 6.0V (न्यूनतम) से 7.5V (अधिकतम) तक है। माप सहनशीलता ±0.1V है।
• रेडिएंट फ्लक्स (Φe):कुल प्रकाशीय शक्ति आउटपुट। IF=700mA पर, विशिष्ट मान 165mW है। अनुशंसित परिचालन धारा 600mA पर, विशिष्ट मान 150mW है, जिसका न्यूनतम मान 120mW है। माप सहनशीलता ±10% है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य (Wp):UVC स्पेक्ट्रम में केंद्रित। IF=600mA पर, तरंगदैर्ध्य 265nm (न्यूनतम) से 280nm (अधिकतम) तक होती है, जिसका विशिष्ट लक्ष्य 275nm है। माप सहनशीलता ±3nm है।
• थर्मल प्रतिरोध (Rth j-s):सेमीकंडक्टर जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक का थर्मल प्रतिरोध आमतौर पर 10.5 K/W होता है, जब इसे एक निर्दिष्ट मेटल-कोर PCB और हीटसिंक पर IF=600mA पर मापा जाता है।
• देखने का कोण (2θ1/2):एक विस्तृत 160-डिग्री विशिष्ट देखने का कोण, जो व्यापक विकिरण कवरेज प्रदान करता है।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD):JESD22-A114-B मानक के अनुसार 2000V तक का सामना कर सकता है, जो अच्छी हैंडलिंग मजबूती को दर्शाता है।

3. बिन कोड सिस्टम

एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए LEDs को प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। बिन कोड पैकेजिंग पर अंकित होता है।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) बिनिंग

• V1:6.0V से 6.5V @ 600mA
• V2:6.5V से 7.0V @ 600mA
• V3:7.0V से 7.5V @ 600mA

प्रति बिन सहनशीलता ±0.1V है।

3.2 रेडिएंट फ्लक्स (Φe) बिनिंग

• X2:120mW से 140mW @ 600mA
• X3:140mW से 160mW @ 600mA
• X4:160mW और उससे अधिक @ 600mA

प्रति बिन सहनशीलता ±7% है।

3.3 शिखर तरंगदैर्ध्य (Wp) बिनिंग

• W1:265nm से 280nm @ 600mA

प्रति बिन सहनशीलता ±3nm है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में डिजाइन इंजीनियरों के लिए कई महत्वपूर्ण विशेषता वक्र शामिल हैं।

4.1 सापेक्ष वर्णक्रमीय वितरण

यह ग्राफ विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता दर्शाता है, जो 275nm के आसपास केंद्रित संकीर्ण बैंड UVC आउटपुट की पुष्टि करता है, जो जर्मीसाइडल क्रिया के लिए अत्यधिक प्रभावी है।

4.2 विकिरण पैटर्न

ध्रुवीय आरेख विकिरण तीव्रता के स्थानिक वितरण को दर्शाता है, जो विस्तृत 160-डिग्री उत्सर्जन प्रोफाइल दिखाता है।

4.3 सापेक्ष रेडिएंट फ्लक्स बनाम फॉरवर्ड करंट

यह वक्र ड्राइव करंट और प्रकाश आउटपुट के बीच संबंध प्रदर्शित करता है। रेडिएंट फ्लक्स करंट के साथ बढ़ता है लेकिन अंततः संतृप्त हो जाएगा। अनुशंसित 600mA पर या उससे नीचे संचालन करने से इष्टतम दक्षता और दीर्घायु सुनिश्चित होती है।

4.4 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट

IV वक्र डायोड के विशिष्ट घातीय संबंध को दर्शाता है। फॉरवर्ड वोल्टेज करंट के साथ बढ़ता है, जो निरंतर-धारा ड्राइवर सर्किटरी डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।

4.5 थर्मल विशेषताएँ

दो प्रमुख ग्राफ तापमान के प्रभाव को दर्शाते हैं:
1. सापेक्ष रेडिएंट फ्लक्स बनाम जंक्शन तापमान:UVC LED आउटपुट तापमान के प्रति संवेदनशील है। यह वक्र जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाशीय शक्ति के मूल्यह्रास को दर्शाता है, जो प्रभावी थर्मल प्रबंधन की महत्वपूर्ण आवश्यकता को उजागर करता है।
2. फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम जंक्शन तापमान:दर्शाता है कि फॉरवर्ड वोल्टेज जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कैसे घटता है, जिसका उपयोग अप्रत्यक्ष तापमान निगरानी के लिए किया जा सकता है।

4.6 फॉरवर्ड करंट डीरेटिंग वक्र

यह ग्राफ परिवेश या केस तापमान के एक फ़ंक्शन के रूप में अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट को परिभाषित करता है। अधिकतम जंक्शन तापमान से अधिक होने से रोकने के लिए, उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालन करते समय ड्राइव करंट को कम किया जाना चाहिए।

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

5.1 आउटलाइन आयाम

LED पैकेज का फुटप्रिंट लगभग 35mm x 35mm है। सभी महत्वपूर्ण आयाम, जिसमें लेंस ऊंचाई और पैड स्थान शामिल हैं, विस्तृत यांत्रिक ड्राइंग में प्रदान किए गए हैं, जिसकी सामान्य सहनशीलता अन्यथा निर्दिष्ट न होने पर ±0.2mm है।

5.2 अनुशंसित PCB अटैचमेंट पैड

सरफेस-माउंट पैड के लिए एक विस्तृत लैंड पैटर्न डिजाइन प्रदान किया गया है। उचित सोल्डरिंग, संरेखण और थर्मल प्रदर्शन के लिए इस विनिर्देश का पालन करना, जिसकी सहनशीलता ±0.1mm है, आवश्यक है। डिजाइन उच्च-शक्ति अपव्यय के लिए पर्याप्त सोल्डर फिलेट्स और थर्मल रिलीफ सुनिश्चित करता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

कम तापमान सरफेस-माउंट टेक्नोलॉजी (SMT) की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है। एक विशिष्ट रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है:
- प्री-हीट दर:1-3°C/सेकंड।
- सोक तापमान:110-140°C, 60-100 सेकंड के लिए।
- रीफ्लो:140°C से ऊपर, 30-60 सेकंड के लिए।
- शिखर तापमान:170°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और इस तापमान से ऊपर का समय अधिकतम 10 सेकंड होना चाहिए।

140°C से नीचे पिघलने वाले तापमान वाले Bi-आधारित सोल्डर पेस्ट का उपयोग करना महत्वपूर्ण है। पैकेज को केवल एक बार रीफ्लो प्रक्रिया से गुजरना चाहिए। सोल्डरिंग आयरन या हॉट प्लेट का उपयोग वर्जित है।

6.2 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो केवल आइसोप्रोपाइल अल्कोहल जैसे अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग किया जाना चाहिए। अनिर्दिष्ट रासायनिक क्लीनर LED पैकेज सामग्री और ऑप्टिकल घटकों को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

7. पैकेजिंग और हैंडलिंग

7.1 टेप और रील विनिर्देश

LEDs को उभरी हुई कैरियर टेप में आपूर्ति की जाती है जो कवर टेप से सील की जाती है, और 7-इंच रील पर लपेटी जाती है। मानक रील क्षमता 500 टुकड़ों तक है, जिसमें आंशिक रील के लिए न्यूनतम ऑर्डर मात्रा 100 टुकड़े है। पैकेजिंग EIA-481-1-B मानकों के अनुरूप है। लगातार दो खाली पॉकेट्स की अनुमति है।

8. विश्वसनीयता और परीक्षण

एक व्यापक विश्वसनीयता परीक्षण योजना विभिन्न तनाव स्थितियों के तहत LED के दीर्घकालिक प्रदर्शन को मान्य करती है।

8.1 विश्वसनीयता परीक्षण स्थितियाँ

परीक्षणों में कमरे के तापमान पर परिचालन जीवन (RTOL) कई धाराओं (350mA, 600mA, 700mA) पर, उच्च/निम्न तापमान परिचालन जीवन (HTOL/LTOL), नम गर्मी परीक्षण (WHTOL), भंडारण परीक्षण (HTS, LTS, WHTS), और थर्मल शॉक (TS) शामिल हैं। सभी परिचालन जीवन परीक्षण LED को एक निर्दिष्ट धातु हीटसिंक पर लगाकर किए जाते हैं ताकि यथार्थवादी थर्मल स्थितियां सुनिश्चित की जा सकें।

8.2 विफलता मानदंड

एक डिवाइस को विफल माना जाता है यदि परीक्षण के बाद, इसके पैरामीटर परिभाषित सीमाओं से बाहर चले जाते हैं:
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):प्रारंभिक से 10% से अधिक की वृद्धि।
- रेडिएंट फ्लक्स (Φe):प्रारंभिक के 50% से कम हो जाना।
- शिखर तरंगदैर्ध्य (Wp):प्रारंभिक से ±2nm से अधिक का विस्थापन।

9. अनुप्रयोग नोट्स और डिजाइन विचार

9.1 ड्राइव विधि

UVC LEDs को एक निरंतर धारा स्रोत द्वारा संचालित किया जाना चाहिए, न कि निरंतर वोल्टेज स्रोत द्वारा। ड्राइवर को आवश्यक धारा (जैसे, 600mA) की आपूर्ति करने में सक्षम होना चाहिए, साथ ही चयनित बिन के फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज को समायोजित करने में सक्षम होना चाहिए। स्थिर प्रकाशीय आउटपुट और लंबे जीवन के लिए उचित धारा विनियमन आवश्यक है।

9.2 थर्मल प्रबंधन

यह उच्च-शक्ति UVC LEDs के साथ डिजाइन करने का सबसे महत्वपूर्ण पहलू है। 10.5 K/W का विशिष्ट थर्मल प्रतिरोध का मतलब है कि 5.3W अपव्यय पर, जंक्शन सोल्डर पॉइंट से लगभग 56°C अधिक गर्म होगा। जंक्शन तापमान को 110°C अधिकतम से काफी नीचे, अधिमानतः 80°C से नीचे इष्टतम जीवनकाल और आउटपुट स्थिरता के लिए रखने के लिए एक उचित आकार का मेटल-कोर PCB (MCPCB) और एक बाहरी हीटसिंक अनिवार्य है। डीरेटिंग वक्र का पालन किया जाना चाहिए।

9.3 ऑप्टिकल और सुरक्षा विचार

UVC विकिरण मानव त्वचा और आंखों के लिए हानिकारक है। इस LED को शामिल करने वाले किसी भी उत्पाद में पर्याप्त शील्डिंग और सुरक्षा इंटरलॉक शामिल होने चाहिए ताकि एक्सपोजर को रोका जा सके। फिक्स्चर में उपयोग की जाने वाली सामग्री (जैसे, लेंस, रिफ्लेक्टर, हाउसिंग) UVC क्षरण के प्रति प्रतिरोधी होनी चाहिए, क्योंकि लंबे समय तक एक्सपोजर के तहत कई प्लास्टिक और एडहेसिव पीले पड़ जाते हैं या टूट जाते हैं।

10. तकनीकी तुलना और लाभ

पारंपरिक मर्करी-आधारित UVC लैंप की तुलना में, यह सॉलिड-स्टेट LED समाधान कई विशिष्ट लाभ प्रदान करता है:
- तत्काल चालू/बंद:कोई वार्म-अप या कूल-डाउन समय नहीं, ऊर्जा बचत के लिए स्पंदित संचालन सक्षम करता है।
- लंबा जीवनकाल:LED आमतौर पर हजारों घंटों तक उपयोगी आउटपुट बनाए रखते हैं, जिससे प्रतिस्थापन आवृत्ति कम हो जाती है।
- डिजाइन लचीलापन:छोटा आकार और दिशात्मक आउटपुट कॉम्पैक्ट और लक्षित कीटाणुशोधन प्रणालियों की अनुमति देता है।
- पर्यावरणीय सुरक्षा:इसमें पारा नहीं होता है, जो वैश्विक पर्यावरणीय नियमों के अनुरूप है।
- टिकाऊपन:कांच के लैंप की तुलना में भौतिक झटके और कंपन के प्रति अधिक प्रतिरोधी।

11. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: इस LED का विशिष्ट जीवनकाल क्या है?
उत्तर: हालांकि डेटाशीट विश्वसनीयता परीक्षण डेटा (जैसे, 1000-3000 घंटे के परीक्षण) प्रदान करती है, वास्तविक परिचालन जीवनकाल (L70 - प्रारंभिक फ्लक्स के 70% तक का समय) काफी हद तक ड्राइव करंट और थर्मल प्रबंधन पर निर्भर करता है। अनुशंसित स्थितियों (600mA, Tj<80°C) के तहत, 10,000 घंटे से अधिक का जीवनकाल अपेक्षित किया जा सकता है।

प्रश्न: क्या मैं इस LED को 12V पावर सप्लाई से चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। आपको LED की वोल्टेज आवश्यकता (~6.7V विशिष्ट) के अनुरूप एक निरंतर-धारा ड्राइवर का उपयोग करना चाहिए। एक साधारण 12V सप्लाई अत्यधिक धारा के कारण LED को नष्ट कर देगी।

प्रश्न: मैं अपने अनुप्रयोग के लिए सही बिन का चयन कैसे करूं?
उत्तर: अधिकतम जर्मीसाइडल प्रभावकारिता के लिए, एक ऐसे बिन का चयन करें जिसकी शिखर तरंगदैर्ध्य 265nm (W1 सीमा के भीतर) के सबसे करीब हो। सुसंगत सिस्टम प्रदर्शन के लिए, VF और फ्लक्स दोनों बिन (जैसे, V2, X3) निर्दिष्ट करें ताकि कई इकाइयों में एक समान विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएं सुनिश्चित की जा सकें।

प्रश्न: क्या लेंस की आवश्यकता है?
उत्तर: LED में एक प्राथमिक लेंस होता है। विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं के लिए बीम को और अधिक समानांतर या आकार देने के लिए एक द्वितीयक ऑप्टिकल सिस्टम (रिफ्लेक्टर या अतिरिक्त लेंस) का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन यह UVC-प्रतिरोधी होना चाहिए।

12. संचालन सिद्धांत और रुझान

12.1 संचालन सिद्धांत

UVC LEDs एक अर्धचालक सामग्री (आमतौर पर एल्यूमीनियम गैलियम नाइट्राइड - AlGaN) में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्पन्न करते हैं। जब एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। AlGaN सामग्री की विशिष्ट बैंडगैप फोटॉन ऊर्जा निर्धारित करती है, जो UVC तरंगदैर्ध्य (~275nm) से मेल खाती है। यह छोटी तरंगदैर्ध्य, उच्च-ऊर्जा प्रकाश सूक्ष्मजीवों के DNA और RNA द्वारा अवशोषित हो जाती है, जिससे उनकी प्रतिकृति बाधित होती है और वे निष्क्रिय हो जाते हैं।

12.2 उद्योग रुझान

UVC LED बाजार वॉल-प्लग दक्षता (प्रकाशीय शक्ति आउट / विद्युत शक्ति इन) बढ़ाने पर केंद्रित है, जो सीधे सिस्टम के आकार और लागत को प्रभावित करती है। रुझानों में उच्च आंतरिक क्वांटम दक्षता वाली एपिटैक्सियल संरचनाओं का विकास, चिप से प्रकाश निष्कर्षण में सुधार, और कम थर्मल प्रतिरोध के लिए पैकेज डिजाइन को बढ़ाना शामिल है। जैसे-जैसे दक्षता में सुधार होता है और लागत कम होती है, UVC LEDs उपभोक्ता, वाणिज्यिक और औद्योगिक सेटिंग्स में जल और सतह कीटाणुशोधन जैसे व्यापक बाजारों में विस्तार कर रहे हैं।