UVC LED LTPL-G35UV275PB डेटाशीट - 3.5x3.5x1.05mm - विशिष्ट वोल्टेज 6.0V - पीक वेवलेंथ 275nm - विशिष्ट रेडिएंट फ्लक्स 16mW - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTPL-G35UV उत्पाद श्रृंखला एक क्रांतिकारी उच्च-दक्षता प्रकाश स्रोत का प्रतिनिधित्व करती है, जिसे विशेष रूप से कीटाणुशोधन और चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह तकनीक प्रकाश उत्सर्जक डायोड के अंतर्निहित लंबे जीवनकाल और उच्च विश्वसनीयता को पारंपरिक पराबैंगनी प्रकाश स्रोतों को प्रतिस्थापित करने के लिए पर्याप्त प्रदर्शन विशेषताओं के साथ जोड़ती है। यह महत्वपूर्ण डिज़ाइन स्वतंत्रता प्रदान करता है, जो कठोर वातावरण में ठोस-राज्य UVC समाधानों के अनुप्रयोग के लिए नए अवसर खोलता है।

इस उत्पाद की प्रमुख विशेषताओं में एकीकृत सर्किट के साथ संगतता, RoHS पर्यावरणीय मानकों (लीड-मुक्त) का अनुपालन, और पारंपरिक पराबैंगनी तकनीकों जैसे पारा लैंप की तुलना में संचालन और रखरखाव लागत की कम संभावित क्षमता शामिल है।

1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार

इस UVC LED का प्राथमिक लाभ इसकी ठोस-अवस्था प्रकृति है, जिसका अर्थ है कि यह तत्काल चालू/बंद हो सकती है, इसे वार्म-अप समय की आवश्यकता नहीं होती, और इसमें पारा जैसे हानिकारक पदार्थ नहीं होते। लक्षित बाजार उन अनुप्रयोगों पर केंद्रित है जिन्हें सटीक, विश्वसनीय और सुरक्षित पराबैंगनी विकिरण की आवश्यकता होती है। इसमें शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं: चिकित्सा उपकरणों के लिए सतह कीटाणुशोधन प्रणालियाँ, वायु और जल शुद्धिकरण उपकरण, और जीवन विज्ञान एवं स्वास्थ्य सेवा क्षेत्रों में विश्लेषणात्मक उपकरण। यह उत्पाद नई पीढ़ी के जीवाणुरोधी समाधान विकसित करने वाले इंजीनियरों और सिस्टम इंटीग्रेटरों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिनके लिए कॉम्पैक्ट फॉर्म फैक्टर, डिजिटल नियंत्रण क्षमता और उच्च सुरक्षा की आवश्यकता होती है।

2. आकार एवं यांत्रिक आयाम

यह LED एक कॉम्पैक्ट सरफेस माउंट डिज़ाइन का उपयोग करता है। सभी महत्वपूर्ण आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए गए हैं, जिनकी मानक सहनशीलता ±0.2mm है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। PCB लेआउट और थर्मल मैनेजमेंट डिज़ाइन के लिए भौतिक आकार महत्वपूर्ण है, ताकि चिप जंक्शन से सोल्डर पॉइंट और प्रिंटेड सर्किट बोर्ड तक सही संरेखण, सोल्डरिंग और ताप अपव्यय सुनिश्चित हो सके।

3. पूर्ण अधिकतम रेटिंग

These ratings define the stress limits that may cause permanent damage to the device. Operation at or beyond these limits is not guaranteed and should be avoided to ensure reliable performance.

• Power Dissipation (P_O):1.05 W
• DC forward current (I_F):150 mA
• Operating temperature range (T_opr):-40°C से +80°C
• भंडारण तापमान सीमा (T_stg):-40°C से +100°C
• जंक्शन तापमान (T_j):115°C

महत्वपूर्ण सूचना:LED को रिवर्स बायस्ड स्थिति में लंबे समय तक संचालित करने से डिवाइस क्षतिग्रस्त या विफल हो सकता है। ऐसे अनुप्रयोगों में जहां रिवर्स वोल्टेज की संभावना हो, उचित सर्किट सुरक्षा उपाय (जैसे सीरीज़ डायोड या TVS) अपनाने की सलाह दी जाती है।

4. Electro-Optical Characteristics

ये पैरामीटर परिवेश तापमान (T_a) 25°C पर मापे गए हैं, जो निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत डिवाइस की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता को परिभाषित करते हैं।

मापन विवरण:
1. विकिरण प्रवाह एकीकृत गोले का उपयोग करके मापा गया कुल प्रकाश शक्ति आउटपुट है।
2. अग्र वोल्टेज माप सहिष्णुता ±0.1V है।
3. शिखर तरंगदैर्ध्य मापन सहनशीलता ±3nm है।
4. विकिरण फ्लक्स मापन सहनशीलता ±10% है।
5. थर्मल प्रतिरोध मान 2.0cm x 2.0cm x 0.17cm एल्यूमीनियम-आधारित MCPCB का उपयोग करके मापा गया है।

5. ग्रेडिंग कोड और वर्गीकरण प्रणाली

LED को स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए प्रदर्शन के आधार पर ग्रेड किया जाता है। ग्रेड कोड प्रत्येक पैकेजिंग बैग पर अंकित होता है।

5.1 Forward Voltage (V_F) Grading

प्रत्येक ग्रेड के लिए सहनशीलता ±0.1V है।

5.2 विकिरण फ्लक्स (Φ_e) Grading

प्रत्येक ग्रेड की सहनशीलता ±10% है।

5.3 पीक वेवलेंथ (λ_P) Grading

प्रत्येक ग्रेड के लिए सहनशीलता ±3nm है।

6. टाइपिकल परफॉर्मेंस कर्व्स एंड एनालिसिस

निम्नलिखित वक्र विभिन्न विद्युत और तापीय परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को प्रकट करते हैं (जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी 25°C परिवेश तापमान पर मापे गए हैं)।

6.1 सापेक्ष वर्णक्रमीय वितरण

यह वक्र शिखर तरंगदैर्ध्य (उदाहरण के लिए 275nm) पर केंद्रित उत्सर्जन स्पेक्ट्रम दर्शाता है। LED का स्पेक्ट्रम आमतौर पर संकीर्ण होता है, जो कीटाणुशोधन में विशिष्ट प्रकाश रासायनिक प्रतिक्रियाओं को लक्षित करने के लिए फायदेमंद है, बिना अनावश्यक या हानिकारक तरंगदैर्ध्य उत्सर्जित किए।

6.2 विकिरण पैटर्न (दृश्य कोण)

विकिरण विशेषता आरेख प्रकाश तीव्रता के कोणीय वितरण को दर्शाता है। एक विशिष्ट 120° दृश्य कोण (2θ_1/2) यह दर्शाता है कि यह लैम्बर्टियन या चौड़ी बीम मोड है, जो सतहों को निकट दूरी से समान रूप से प्रकाशित करने के लिए बहुत उपयोगी है।

6.3 Relative Radiant Flux vs. Forward Current

यह ग्राफ ड्राइव करंट और प्रकाश आउटपुट के बीच संबंध दर्शाता है। विकिरण फ्लक्स आमतौर पर करंट बढ़ने के साथ बढ़ता है, लेकिन उच्च करंट पर, दक्षता में कमी और जंक्शन तापमान में वृद्धि के कारण, यह उप-रैखिक वृद्धि प्रदर्शित करता है। आउटपुट और जीवनकाल के बीच संतुलन के लिए इष्टतम कार्य बिंदु निर्धारित करने में यह वक्र महत्वपूर्ण है।

6.4 Forward Voltage vs. Forward Current

I-V कर्व एक विशिष्ट डायोड घातांकीय संबंध दर्शाता है। फॉरवर्ड वोल्टेज करंट में वृद्धि के साथ बढ़ता है। स्थिर संचालन सुनिश्चित करने के लिए उपयुक्त कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर डिज़ाइन करने हेतु इस कर्व को समझना महत्वपूर्ण है।

6.5 रिलेटिव रेडिएंट फ्लक्स बनाम जंक्शन तापमान

यह थर्मल प्रबंधन की महत्वपूर्ण वक्र है। UVC LED की दक्षता जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटती है। यह ग्राफ इस डीरेटिंग को मात्रात्मक रूप से दर्शाता है, जो उच्च आउटपुट और लंबी डिवाइस आयु बनाए रखने के लिए प्रभावी हीट सिंकिंग के महत्व पर जोर देता है।

6.6 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम जंक्शन तापमान

फॉरवर्ड वोल्टेज में आमतौर पर नकारात्मक तापमान गुणांक (तापमान बढ़ने पर घटता है) होता है। इस विशेषता का उपयोग कभी-कभी अप्रत्यक्ष तापमान निगरानी के लिए किया जा सकता है।

6.7 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व

यह वक्र अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट को परिवेश के तापमान या केस तापमान के फलन के रूप में परिभाषित करता है। अधिकतम जंक्शन तापमान (115°C) से अधिक होने से रोकने के लिए, उच्च परिवेश तापमान पर काम करते समय ड्राइव करंट को कम करना आवश्यक है। विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए इस वक्र का पालन करना एक आवश्यक शर्त है।

7. विश्वसनीयता परीक्षण और मानक

एक व्यापक विश्वसनीयता परीक्षण योजना ने LED के दीर्घकालिक प्रदर्शन और मजबूती को सत्यापित किया।

7.1 परीक्षण की शर्तें

नोट: कार्यशील जीवन परीक्षण में, LED को 90x70x4mm एल्यूमीनियम हीट सिंक पर स्थापित किया गया था।

7.2 विफलता मानदंड

परीक्षण के बाद, उपकरण का मूल्यांकन निम्नलिखित मानदंडों के आधार पर किया गया:
- फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):I_F= 100mA पर मापते समय, परिवर्तन प्रारंभिक मान के +10% से अधिक नहीं होना चाहिए।
- विकिरण फ्लक्स (Φ_e):I_F= 100mA पर मापते समय, आउटपुट प्रारंभिक मान के 50% से कम नहीं होना चाहिए।

8. असेंबली और संचालन मार्गदर्शिका

8.1 अनुशंसित रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल

लीड-फ्री असेंबली के लिए, LED पैकेज को थर्मल क्षति से बचाने हेतु निम्नलिखित तापमान प्रोफाइल का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है:

• औसत तापन दर (T_Lसे T_P):अधिकतम 3°C/सेकंड
• प्रीहीटिंग:150°C से 200°C, 60-120 सेकंड के लिए (t_S)
• लिक्विडस तापमान से ऊपर का समय (T_L=217°C):60-150 सेकंड (t_L)
• शिखर तापमान (T_P):अधिकतम 260°C (अनुशंसित 245°C)
• शिखर तापमान ±5°C के भीतर समय (t_P):10-30 सेकंड
• शीतलन दर:अधिकतम 6°C/सेकंड
• कुल समय (25°C से शिखर तक):अधिकतम 8 मिनट

8.2 PCB पैड लेआउट सिफारिशें

सतह माउंट पैड के लिए अनुशंसित पैकेज आयाम प्रदान किए गए हैं, ताकि अच्छे सोल्डर जोड़ बनें और यांत्रिक स्थिरता प्राप्त हो। इस पैड विनिर्देश की सहनशीलता ±0.1mm है।

8.3 पैकेजिंग: टेप एवं रील विनिर्देश

LED को एम्बॉस्ड कैरियर टेप और रील पैकेजिंग में आपूर्ति की जाती है, जो स्वचालित असेंबली के लिए उपयुक्त है।
- रील का आकार: 7 इंच।
- प्रति रील अधिकतम मात्रा: 500 टुकड़े (शेष भाग की न्यूनतम पैकेजिंग 100 टुकड़े है)।
- पैकेजिंग EIA-481-1-B विनिर्देश का अनुपालन करती है।
- खाली स्थान को कवर टेप से सील किया गया है।
- अधिकतम दो लगातार लापता घटकों की अनुमति है।

9. महत्वपूर्ण ध्यान देने योग्य बातें एवं अनुप्रयोग निर्देश

9.1 सफाई

यदि वेल्डिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स जैसे आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग करें। अनिर्दिष्ट रासायनिक सफाई एजेंट LED पैकेजिंग सामग्री (जैसे लेंस या एनकैप्सुलेंट) को नुकसान पहुंचा सकते हैं और प्रदर्शन या विश्वसनीयता को कम कर सकते हैं।

9.2 चालन विधि एवं सामान्य सावधानियाँ

LED एक करंट-ड्रिवन डिवाइस है। स्थिर प्रकाश उत्पादन सुनिश्चित करने और थर्मल रनवे को रोकने के लिए, इसे कॉन्स्टेंट वोल्टेज स्रोत के बजाय कॉन्स्टेंट करंट स्रोत द्वारा संचालित किया जाना चाहिए। ड्राइवर सर्किट में सर्ज करंट को सीमित करने और विद्युत क्षणिक (ESD, सर्ज) से सुरक्षा प्रदान करने वाली सुरक्षा सुविधाएं डिज़ाइन की जानी चाहिए।

अतिरिक्त सोल्डरिंग विचार:
1. मैन्युअल सोल्डरिंग की जा सकती है। सोल्डरिंग आयरन टिप का अधिकतम तापमान 300°C होना चाहिए, प्रत्येक पैड पर अधिकतम एक बार सोल्डरिंग की जा सकती है और प्रत्येक सोल्डरिंग की अवधि 2 सेकंड से अधिक नहीं होनी चाहिए।
2. रीफ्लो सोल्डरिंग अधिकतम तीन बार की जा सकती है।
3. सभी तापमान विनिर्देश पैकेज के शीर्ष सतह के तापमान को संदर्भित करते हैं।
4. चरम तापमान से तेजी से ठंडा करने की अनुशंसा नहीं की जाती है।
5. हमेशा यथासंभव न्यूनतम सोल्डरिंग तापमान का उपयोग करने की सलाह दी जाती है जो एक विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बना सके।
6. डिप सोल्डरिंग इस घटक के लिए अनुशंसित या गारंटीकृत असेंबली विधि नहीं है।

10. तकनीकी गहन विवेचना एवं डिज़ाइन विचार

10.1 ताप प्रबंधन की आवश्यकता

जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक तापीय प्रतिरोध (R_{th j-s}) Typical value is 30 K/W. For UVC LEDs, effective heat dissipation is essential. The high photon energy generated by UVC produces significant heat at the semiconductor junction. Without proper heat dissipation, the junction temperature will rise, leading to accelerated light output decay, wavelength shift, and ultimately catastrophic failure. Designers must use suitable MCPCBs or other thermal management strategies to keep T_jmaintained well below the maximum of 115°C, ideally at 80°C or lower, to achieve maximum lifespan.

10.2 कीटाणुशोधन प्रभावकारिता के लिए प्रकाशिकी डिजाइन

The peak wavelength of 275nm falls within the germicidally effective range (approximately 260nm-280nm), where DNA/RNA absorption is high. The relevant metric is radiant flux (mW), not luminous flux (lm). The system design must ensure the target surface receives the required UV dose (in J/m² or mJ/cm²), which is the product of irradiance (W/m²) and exposure time. The wide 120° viewing angle aids in uniform coverage but reduces peak irradiance at a specific distance. For applications requiring focus, secondary optics may be necessary.

10.3 Electrical Interface and Driver Selection

100mA पर विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज 6.0V है, इस LED को एक ड्राइवर की आवश्यकता है जो 150mA तक का स्थिर नियत धारा प्रदान कर सके और जिसका अनुपालन वोल्टेज 7.0V से अधिक हो। V_Fके नकारात्मक तापमान गुणांक को देखते हुए, साधारण प्रतिरोधक करंट लिमिटिंग अपर्याप्त और खतरनाक है, क्योंकि इससे थर्मल रनवे हो सकता है। समर्पित LED ड्राइवर IC या उचित रूप से डिज़ाइन किया गया रैखिक/स्विच-मोड नियत धारा सर्किट महत्वपूर्ण है। ड्राइवर में सॉफ्ट-स्टार्ट और ओवरवॉल्टेज सुरक्षा सुविधाएं भी शामिल होनी चाहिए।

10.4 Material Compatibility and Safety

275nm की UVC विकिरण ऊर्जा अत्यधिक उच्च होती है, जो कई कार्बनिक सामग्रियों को नष्ट कर देती है, जिनमें असेंबली में उपयोग किए जाने वाले प्लास्टिक, चिपकने वाले पदार्थ और तार इन्सुलेशन शामिल हैं। प्रकाश पथ में और LED के आसपास की सभी सामग्रियों को UVC विकिरण को सहन करने में सक्षम होना चाहिए। इसके अलावा, UVC मानव त्वचा और आंखों के लिए हानिकारक है। किसी भी अंतिम उत्पाद में उपयोगकर्ता सुरक्षा सुनिश्चित करने और संबंधित लेजर उत्पाद या प्रकाश सुरक्षा मानकों (जैसे IEC 62471) का पालन करने के लिए पर्याप्त शील्डिंग, इंटरलॉक सिस्टम और चेतावनी लेबल शामिल होने चाहिए।

11. पारंपरिक पराबैंगनी प्रौद्योगिकी के साथ तुलना

निम्न दबाव पारा दीप जैसे पारंपरिक पराबैंगनी प्रकाश स्रोतों की तुलना में, LTPL-G35UV275PB के महत्वपूर्ण लाभ हैं:
लाभ:
- तात्कालिक चालू/बंद:वार्म-अप या कूलिंग समय की आवश्यकता नहीं, पल्स ऑपरेशन का समर्थन करता है।
- कॉम्पैक्ट और मजबूत:सॉलिड-स्टेट संरचना, नाजुक ग्लास ट्यूब या फिलामेंट नहीं।
- Mercury-free:Environmentally friendly, avoids issues with hazardous substance disposal.
- Wavelength specificity:संकीर्ण उत्सर्जन स्पेक्ट्रम जीवाणुरोधी प्रभाव के लिए लक्षित है, अतिरिक्त UV-A/UV-B नहीं।
- डिजिटल नियंत्रण:डिमिंग में आसान, और स्मार्ट नियंत्रण प्रणालियों में आसानी से एकीकृत।
विचार किए जाने वाले कारक:
- प्रति mW प्रारंभिक लागत अधिक है:हालांकि कुल स्वामित्व लागत कम हो सकती है।
- ताप प्रबंधन:कुछ पारंपरिक लैंपों की तुलना में, अधिक सक्रिय थर्मल डिज़ाइन की आवश्यकता होती है।
- ऑप्टिकल सिस्टम:प्रकाश उत्सर्जक क्षेत्र के छोटे आकार और विकिरण पैटर्न में अंतर के कारण, भिन्न ऑप्टिकल डिज़ाइन की आवश्यकता हो सकती है।

12. अनुप्रयोग परिदृश्य और उपयोग के मामले

• सतह कीटाणुशोधन:चिकित्सा उपकरणों, स्मार्टफोन स्क्रीन या अस्पतालों और सार्वजनिक स्थानों पर अधिक स्पर्श वाली सतहों के कीटाणुशोधन के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में एकीकृत।
• जल शोधन:टर्मिनल या ऑनलाइन जल शोधक के लिए, रसायनों के बिना बैक्टीरिया और वायरस को निष्क्रिय करता है।
• वायु कीटाणुशोधन:HVAC प्रणाली या पोर्टेबल वायु शोधक में एकीकृत करके, परिसंचारी वायु का उपचार करना।
• जीवन विज्ञान उपकरण:PCR वर्कस्टेशन, जैव सुरक्षा कैबिनेट या क्रॉसलिंकर के लिए पराबैंगनी विकिरण प्रदान करना।
• उपभोक्ता उत्पाद:टूथब्रश, बोतल या मास्क जैसे व्यक्तिगत सामानों के लिए कॉम्पैक्ट स्टरलाइज़र (उचित सुरक्षा आवरण के साथ)।

13. सामान्य प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: इस UVC LED की अपेक्षित आयु क्या है?
उत्तर: आयु को आमतौर पर विकिरण फ्लक्स के 50% (L50) तक कम होने के संचालन घंटों के रूप में परिभाषित किया जाता है। यह काफी हद तक ड्राइव करंट और जंक्शन तापमान पर निर्भर करता है। विशिष्ट 100mA करंट पर, अच्छे थर्मल प्रबंधन (कम T_j) के साथ, आयु 10,000 घंटे से अधिक हो सकती है, जो कई पारंपरिक पराबैंगनी प्रकाश स्रोतों से कहीं अधिक है।

प्रश्न: क्या मैं इस LED को 5V पावर सप्लाई से चला सकता हूं?
उत्तर: नहीं। विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज 6.0V है, अधिकतम 7.0V तक जा सकता है। 5V पावर स्रोत LED को पर्याप्त रूप से प्रकाशित नहीं कर सकता। बूस्ट कन्वर्टर या उच्च आउटपुट अनुपालन वोल्टेज वाले ड्राइवर का उपयोग करने की आवश्यकता है।

प्रश्न: ऑर्डर करते समय बिनिंग कोड की व्याख्या कैसे करें?
उत्तर: आपके एप्लिकेशन की वोल्टेज एकरूपता, आउटपुट पावर और सटीक वेवलेंथ की आवश्यकताओं के आधार पर, वांछित V_Fबिनिंग (V1-V4), Φ_eबिनिंग (X1-X3) और λ_Pबिनिंग (W1)। यह सुनिश्चित करता है कि आपको प्राप्त एलईडी में कसकर समूहीकृत विशेषताएँ हों।

प्रश्न: क्या प्रकाश उत्पादन दिखाई देता है?
उत्तर: दिखाई नहीं देता। 275nm का यूवीसी विकिरण दृश्यमान स्पेक्ट्रम (400-700nm) के बाहर है। कमजोर द्वितीयक उत्सर्जन के कारण, एलईडी बहुत हल्का नीला/बैंगनी प्रकाश उत्सर्जित कर सकता है, लेकिन मुख्य जीवाणुरोधी उत्पादन अदृश्य है।यह अदृश्यता सुरक्षा इंटरलॉक को और अधिक महत्वपूर्ण बना देती है।