Spesifikasi Teknikal LED UVC UVC3535CZ0315 - 3.5x3.5x0.99mm - 5.0-8.0V - Siri 2.4W - 270-285nm - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri UVC3535CZ0315 mewakili penyelesaian LED berasaskan seramik berkeandalan tinggi yang direka khas untuk aplikasi ultralembayung (UVC) yang mencabar. Produk ini direka untuk memberikan prestasi yang konsisten dalam persekitaran di mana keberkesanan pembasmian kuman adalah paling utama. Kelebihan utamanya terletak pada pakej seramik yang kukuh, yang menawarkan pengurusan haba yang lebih baik berbanding pakej plastik tradisional, secara langsung menyumbang kepada jangka hayat operasi yang lebih panjang dan output yang stabil. Pasaran sasaran utama termasuk pengeluar peranti penyahjangkit gred profesional dan pengguna, sistem penulenan air, dan unit penyahjangkit udara di mana pancaran UVC yang boleh dipercayai adalah kritikal.

2. Penyelaman Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Elektrik

LED beroperasi pada arus hadapan (I_F) 300mA. Voltan hadapan (V_F) mempunyai julat yang ditetapkan dari 5.0V hingga 8.0V, yang merupakan parameter kritikal untuk reka bentuk pemacu bagi memastikan pengawalan arus yang betul. Fluks sinaran, ukuran jumlah kuasa optik output, ditetapkan dengan minimum 20mW, tipikal 25mW, dan maksimum 30mW di bawah keadaan ujian piawai. Panjang gelombang puncak berpusat dalam julat 270nm hingga 285nm, yang berada dalam jalur paling berkesan untuk mengganggu DNA/RNA mikroorganisma.

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak dan Sifat Terma

Pematuhan kepada Penarafan Maksimum Mutlak adalah penting untuk jangka hayat peranti. Arus hadapan DC maksimum yang dibenarkan ialah 300mA. Peranti boleh menahan Nyahcas Elektrostatik (ESD) sehingga 2000V (Model Badan Manusia), yang merupakan ciri keandalan yang penting untuk pengendalian dan pemasangan. Suhu simpang maksimum (T_J) dinilai pada 90°C. Rintangan terma dari simpang ke titik pateri (R_th) ialah 20°C/W. Nilai ini adalah penting untuk reka bentuk penyejuk; contohnya, pada arus pacuan penuh 300mA, pembuangan kuasa boleh mencecah sehingga 2.4W (8.0V * 0.3A), berpotensi meningkatkan suhu simpang sebanyak 48°C melebihi suhu titik pateri. Oleh itu, mengekalkan suhu titik pateri yang rendah adalah penting untuk memastikan T_J berada dalam had selamat.

Julat suhu operasi adalah dari -40°C hingga +85°C, dan julat suhu penyimpanan adalah dari -40°C hingga +100°C, menunjukkan kesesuaian untuk pelbagai keadaan persekitaran.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Produk ini dikelaskan kepada bin untuk memastikan konsistensi dalam aplikasi. Memahami bin ini adalah kunci untuk reka bentuk dan perolehan.

3.1 Pembin Fluks Sinaran

Fluks sinaran dibin kepada dua kategori: Q4 (20-25mW) dan Q5 (25-30mW). Pereka bentuk mesti memilih bin yang sesuai berdasarkan dos penyinaran yang diperlukan untuk aplikasi mereka.

3.2 Pembin Panjang Gelombang Puncak

Panjang gelombang puncak dikawal dengan ketat dan dibin seperti berikut: U27A (270-275nm), U27B (275-280nm), dan U28 (280-285nm). Keberkesanan pembasmian kuman boleh berbeza sedikit merentasi julat ini, jadi pemilihan bin mungkin penting untuk prestasi sistem yang dioptimumkan.

3.3 Pembin Voltan Hadapan

Voltan hadapan dibin dalam kenaikan 0.5V dari 5.0V hingga 8.0V (contohnya, 5055 untuk 5.0-5.5V, 5560 untuk 5.5-6.0V, dsb.). Ini terutamanya untuk pertimbangan kecekapan pemacu dan untuk mengumpulkan LED dengan ciri elektrik yang serupa apabila digunakan dalam tatasusunan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

4.1 Spektrum dan Fluks Sinaran Relatif vs. Arus

Lengkung spektrum menunjukkan puncak pancaran sempit yang berpusat di sekitar panjang gelombang yang ditentukan (contohnya, 270-285nm), dengan pancaran sisi jalur yang minimum, mengesahkan ketulenannya sebagai sumber UVC. Lengkung Fluks Sinaran Relatif vs. Arus Hadapan adalah hampir linear sehingga kadar 300mA, menunjukkan kecekapan yang baik dan penskalaan output yang boleh diramal dengan arus.

4.2 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan & Panjang Gelombang Puncak vs. Arus

Lengkung I-V mempamerkan ciri eksponen tipikal diod. Voltan hadapan meningkat dengan arus, yang mesti diambil kira dalam reka bentuk pemadu arus malar. Lengkung Panjang Gelombang Puncak vs. Arus menunjukkan anjakan minimum (biasanya hanya beberapa nanometer) merentasi julat arus operasi, menunjukkan prestasi spektrum yang stabil.

4.3 Penurunan Kuasa Terma dan Fluks Sinaran Relatif vs. Suhu

Lengkung Fluks Sinaran Relatif vs. Suhu Ambien menunjukkan pekali suhu negatif output LED. Fluks sinaran berkurangan apabila suhu ambien (dan seterusnya suhu simpang) meningkat. Lengkung Penurunan Kuasa secara grafik mentakrifkan arus hadapan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Untuk mengelakkan melebihi T_J(maks), arus pacuan mesti dikurangkan apabila beroperasi pada suhu ambien yang tinggi. Sebagai contoh, pada suhu ambien 85°C, arus maksimum yang dibenarkan adalah jauh lebih rendah daripada 300mA.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi dan Konfigurasi Pad

Dimensi pakej ialah 3.5mm (P) x 3.5mm (L) x 0.99mm (T), dengan toleransi ±0.2mm. Konfigurasi pad ditakrifkan dengan jelas: Pad 1 ialah Anod (+), Pad 2 ialah Katod (-), dan Pad 3 ialah Pad Terma khusus. Pad terma adalah penting untuk pemindahan haba yang cekap dari die LED ke papan litar bercetak (PCB). Susun atur PCB mesti mempunyai pad konduktif terma yang sepadan disambungkan ke satah bumi atau penyejuk untuk memaksimumkan pembuangan haba.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Peranti ini sesuai untuk proses Teknologi Permukaan-Pasang (SMT). Pateri refluks tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali untuk mengelakkan tekanan terma pada pakej seramik dan ikatan dalaman. Semasa proses refluks, tekanan mekanikal pada badan LED mesti dielakkan. Selepas pateri, PCB tidak boleh dibengkokkan, kerana ini boleh menyebabkan pakej seramik atau sendi pateri retak. Profil refluks bebas plumbum piawai boleh digunakan, tetapi suhu puncak dan masa di atas likuidus mesti dikawal mengikut spesifikasi pakej seramik (rujuk garis panduan umum IPC/JEDEC untuk komponen seramik jika profil khusus tidak disediakan).

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Pita dan Gegelung Pemancar

LED dibekalkan pada pita pembawa timbul yang dililit pada gegelung. Kuantiti pembungkusan piawai ialah 1000 keping setiap gegelung. Dimensi gegelung dan pita disediakan untuk persediaan mesin pick-and-place automatik.

7.2 Kepekaan Kelembapan dan Pelabelan

Gegelung dimeterai dalam beg kalis lembap aluminium dengan bahan pengering untuk mengekalkan kekeringan, kerana pakej seramik mungkin sensitif kepada kelembapan. Label produk pada gegelung mengandungi maklumat kritikal termasuk Nombor Bahagian (P/N), kuantiti (QTY), dan kod bin khusus untuk Fluks Sinaran (CAT), Panjang Gelombang (HUE), dan Voltan Hadapan (REF).

7.3 Penyahkodan Nomenklatur Produk

Kod pesanan penuh, contohnya, UVC3535CZ0315-HUC7085020X80300-1T, adalah penerangan terperinci:UVC(jenis UVC),3535(pakej 3.5x3.5mm),C(bahan Seramik),Z(diod Zener untuk perlindungan ESD bersepadu),03(3 cip),15(sudut pandangan 150°),H(cip mendatar),UC(warna UVC),7085(panjang gelombang 270-285nm),020(fluks sinaran min. 20mW),X80(voltan hadapan 5.0-8.0V),300(arus hadapan 300mA),1(pembungkusan 1K pcs),T(pembungkusan pita).

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

Aplikasi utama ialah penyahjangkit dan pembasmian kuman UV. Ini termasuk: penulen udara pegun, rawatan gegelung HVAC, unit penyahjangkit air untuk sistem titik penggunaan atau skala kecil, penyahjangkit permukaan untuk elektronik pengguna atau peralatan perubatan, dan perlengkapan pembasmian kuman. Sudut pandangan lebar 150° menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan liputan kawasan berbanding pancaran fokus.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Reka Bentuk Pemacu:Pemadu arus malar adalah wajib. Pemadu mesti mampu menyampaikan sehingga 300mA dan menampung julat V_F 5.0-8.0V. Arus berlebihan atau lonjakan voltan akan merosakkan jangka hayat LED dengan teruk.
Pengurusan Terma:Ini adalah aspek paling kritikal dalam reka bentuk. Gunakan PCB dengan lapisan kuprum tebal (contohnya, 2oz) dan via terma di bawah pad terma yang disambungkan ke satah bumi besar atau penyejuk luaran. Pantau suhu titik pateri secara aktif dan gunakan lengkung penurunan kuasa untuk melaraskan arus pacuan jika perlu.
Reka Bentuk Optik:Sinaran UVC adalah berbahaya kepada mata dan kulit manusia. Produk akhir mesti mempunyai perisai yang betul untuk mengelakkan sebarang pendedahan langsung. Bahan perumahan mesti lutsinar UVC (contohnya, kuartz lebur, khas gred UVC) kerana kaca piawai dan banyak plastik menghalang UVC.
Pematuhan Keselamatan:Produk yang menggunakan LED ini mesti mematuhi piawaian keselamatan produk laser dan sinaran yang berkaitan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding LED UVC berkuasa rendah tradisional atau lampu merkuri, siri UVC3535CZ0315 menawarkan penyelesaian keadaan pepejal, hidup serta-merta, dan bebas merkuri. Pakej seramik memberikan pembezaan utama dari LED 3535 plastik dengan membolehkan ketumpatan kuasa yang lebih tinggi dan keandalan jangka panjang yang lebih baik di bawah operasi suhu tinggi. Diod Zener bersepadu untuk perlindungan ESD sehingga 2KV menambah ketahanan yang tidak selalu terdapat dalam produk pesaing, memudahkan pengendalian dan pemasangan rantaian bekalan.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah jangka hayat tipikal LED ini?
J: Jangka hayat LED biasanya ditakrifkan sebagai jam operasi sehingga fluks sinaran merosot kepada 70% daripada nilai awalnya (L70). Untuk LED UVC, ini sangat bergantung pada arus pacuan dan suhu simpang. Beroperasi pada atau di bawah keadaan yang disyorkan dengan pengurusan haba yang cemerlang boleh menghasilkan jangka hayat ribuan jam.

S: Bolehkah saya memacu LED ini dengan sumber voltan malar?
J: Tidak boleh. LED adalah peranti pacuan arus. Sumber voltan malar akan membawa kepada pelarian terma dan kegagalan pantas disebabkan oleh pekali suhu negatif V_F. Sentiasa gunakan pemadu arus malar atau litar yang mengawal arus secara aktif.

S: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin pada label?
J: Label menunjukkan bin khusus untuk LED pada gegelung itu. Sebagai contoh, CAT:Q5, HUE:U27B, REF:6570 bermaksud LED mempunyai fluks sinaran dalam bin 25-30mW (Q5), panjang gelombang puncak 275-280nm (U27B), dan voltan hadapan 6.5-7.0V (6570).

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Pertimbangkan mereka bentuk modul penyahjangkit air padat. Matlamatnya adalah untuk mencapai pengurangan 3-log (99.9%) E. coli dalam ruang aliran melalu. Dos UVC yang diperlukan dikira berdasarkan kadar aliran air, transmisi UV air, dan kerentanan patogen. Berdasarkan dos, bilangan LED dan arus pacuannya ditentukan. Sebagai contoh, menggunakan 4 LED dari bin Q5 (25mW min setiap satu) dipacu pada 250mA (sedikit diturunkan kuasa untuk keandalan) mungkin memberikan penyinaran yang diperlukan. PCB 4 lapisan dengan satah kuprum dalaman 2oz khusus sebagai penyebar haba digunakan. LED disusun di sekeliling sarung kuartz di mana air mengalir. Pemadu arus malar yang menyampaikan 1A (250mA x 4 LED secara selari, setiap satu dengan perintang had arus sendiri untuk keseimbangan) dipilih, dengan voltan input menampung jumlah bin V_F tertinggi ditambah overhead pemadu. Penderia suhu pada PCB berhampiran LED memberikan maklum balas kepada mikropengawal, yang boleh mengurangkan arus pacuan jika suhu tinggi dikesan, memastikan keandalan jangka panjang.

12. Pengenalan Prinsip

Cahaya UVC, khususnya dalam julat 260-280nm, diserap oleh asid nukleik (DNA dan RNA) mikroorganisma. Penyerapan ini menyebabkan pembentukan dimer timina dalam DNA, yang mengganggu keupayaan mikroorganisma untuk mereplikasi dan mensintesis protein penting, secara efektif menyahaktifkan (membunuh)nya. LED ini menghasilkan sinaran UVC ini melalui elektroluminesens dalam bahan semikonduktor (biasanya aluminium galium nitrida - AlGaN). Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif cip semikonduktor, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Panjang gelombang khusus ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor.

13. Trend Pembangunan

Pasaran LED UVC didorong oleh permintaan global untuk penyelesaian penyahjangkit bebas merkuri, padat, dan serta-merta. Trend utama termasuk:Peningkatan Kecekapan Wall-Plug (WPE):Penyelidikan berterusan bertujuan untuk mengurangkan kehilangan penukaran kuasa elektrik-ke-optik, membawa kepada penggunaan kuasa dan penjanaan haba yang lebih rendah untuk output optik yang sama.Kuasa Output Lebih Tinggi:Penambahbaikan berterusan dalam reka bentuk cip dan teknologi pembungkusan membolehkan LED satu-die dengan fluks sinaran yang lebih tinggi, mengurangkan bilangan LED yang diperlukan setiap sistem.Jangka Hayat Lebih Panjang:Kemajuan dalam bahan dan pembungkusan secara berterusan meningkatkan keandalan dan jangka hayat peranti, terutamanya di bawah operasi suhu tinggi.Pengurangan Kos:Apabila volum pembuatan meningkat dan proses matang, kos per miliwatt output UVC semakin berkurangan, menjadikan teknologi ini boleh dilaksanakan untuk lebih banyak aplikasi pengguna.Kestabilan Panjang Gelombang yang Diperbaiki:Penyelidikan memberi tumpuan kepada meminimumkan anjakan panjang gelombang merentasi suhu dan jangka hayat untuk prestasi pembasmian kuman yang lebih boleh diramal.