Lembaran Data UVC LED LTPL-G35UV275UZ - Pakej 3.5mm x 3.5mm - Voltan Hadapan 5.0-7.5V - Fluks Sinaran 72mW - Panjang Gelombang Puncak 275nm - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTPL-G35UV275UZ ialah diod pemancar cahaya UVC berkuasa tinggi yang direka untuk aplikasi pensterilan dan perubatan. Ia mewakili penyelesaian pencahayaan keadaan pepejal yang bertujuan untuk menggantikan sumber cahaya UV konvensional dengan menawarkan kecekapan tenaga yang lebih unggul, jangka hayat operasi yang lebih panjang dan kebolehpercayaan yang lebih baik. Peranti ini memancarkan sinaran Ultraviolet-C dengan panjang gelombang puncak berpusat sekitar 275 nanometer, yang sangat berkesan untuk tujuan pembasmian kuman.

Kelebihan utama LED ini termasuk keserasiannya dengan litar bersepadu, pematuhan kepada piawaian alam sekitar RoHS, dan pembinaannya yang bebas plumbum. Dari sudut operasi, ia menjanjikan kos operasi yang lebih rendah dan keperluan penyelenggaraan yang berkurangan berbanding lampu UV berasaskan merkuri tradisional, memberikan pereka lebih kebebasan dalam integrasi sistem.

1.1 Ciri Teras dan Sasaran Pasaran

Aplikasi utama komponen ini adalah dalam peranti yang memerlukan penyahjangkit, seperti sistem penulenan air, pensteril udara, dan peralatan sanitasi permukaan dalam persekitaran perubatan, makmal dan pengguna. Reka bentuknya membolehkan faktor bentuk yang padat dan kawalan tepat dos UV, yang merupakan faktor kritikal dalam protokol pensterilan yang berkesan.

2. Spesifikasi Teknikal dan Tafsiran Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Mengendalikan peranti melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal. Penarafan maksimum mutlak dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Pelesapan Kuasa (P_O):3.8 W. Ini ialah jumlah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej sebagai haba.
• Arus Hadapan DC (I_F):500 mA. Arus hadapan berterusan maksimum yang boleh digunakan.
• Julat Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +80°C. Julat suhu ambien untuk operasi normal.
• Julat Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +100°C. Julat suhu untuk penyimpanan bukan operasi.
• Suhu Simpang (T_j):115°C. Suhu maksimum yang dibenarkan pada simpang semikonduktor.

Nota Penting:Operasi berpanjangan di bawah keadaan pincang songsang boleh membawa kepada kegagalan komponen. Perlindungan litar yang betul adalah penting.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada Ta=25°C dan mentakrifkan prestasi peranti di bawah keadaan operasi tipikal.

• Voltan Hadapan (V_F):Biasanya 6.0V, dengan julat dari 5.0V (Min.) hingga 7.5V (Maks.) pada arus pacuan (I_F) 350mA. Toleransi pengukuran ialah ±0.1V. Voltan hadapan yang agak tinggi ini adalah ciri LED UVC.
• Fluks Sinaran (Φ_e):Jumlah keluaran kuasa optik. Pada I_F=350mA, nilai tipikal ialah 72.0 mW, dengan minimum 56.0 mW. Pada arus maksimum 500mA, fluks sinaran tipikal meningkat kepada 102.0 mW. Toleransi pengukuran ialah ±10%.
• Panjang Gelombang Puncak (W_P):Julat dari 270 nm hingga 280 nm pada I_F=350mA, dengan sasaran tipikal 275nm. Toleransi ialah ±3nm. Panjang gelombang ini berada dalam jalur paling berkesan untuk mengganggu DNA/RNA mikrob.
• Rintangan Terma (R_{th j-s}):Biasanya 12.3 K/W dari simpang ke titik pateri. Nilai ini adalah kritikal untuk reka bentuk pengurusan haba dan diukur menggunakan MCPCB aluminium tertentu sebagai rujukan.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):Biasanya 120 darjah, memberikan corak sinaran yang luas.
• Kepekaan Nyahcas Elektrostatik (ESD):Tahan minimum 2000V mengikut piawaian JESD22-A114-B, menunjukkan ketahanan pengendalian yang baik.

2.3 Ciri Terma dan Pengurusan

Penyingkiran haba yang berkesan adalah penting untuk prestasi dan jangka hayat LED UVC. Rintangan terma 12.3 K/W bermakna bagi setiap watt kuasa yang dipancarkan, suhu simpang akan meningkat 12.3°C melebihi suhu titik pateri. Untuk mengekalkan simpang di bawah maksimum 115°C, terutamanya apabila dipacu pada 500mA, PCB teras logam (MCPCB) berkualiti tinggi atau laluan haba berkesan lain adalah wajib. Lengkung penyahkadar (Rajah 7) menggambarkan secara visual bagaimana arus hadapan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat.

3. Penjelasan Sistem Kod Bin

LED disusun ke dalam bin prestasi untuk memastikan konsistensi. Kod bin ditanda pada pembungkusan.

3.1 Pengelasan Voltan Hadapan (V_F)

LED dikategorikan kepada lima bin (V0 hingga V4) berdasarkan voltan hadapan mereka pada 350mA:

V0: 5.0V – 5.5V

V1: 5.5V – 6.0V

V2: 6.0V – 6.5V

V3: 6.5V – 7.0V

V4: 7.0V – 7.5V

Toleransi: ±0.1V setiap bin.

3.2 Pengelasan Fluks Sinaran (Φ_e)

LED disusun ke dalam empat bin keluaran fluks (X1 hingga X4) pada 350mA:

X1: 56 mW – 66 mW

X2: 66 mW – 76 mW

X3: 76 mW – 86 mW

X4: 86 mW dan ke atas

Toleransi: ±10% setiap bin.

3.3 Pengelasan Panjang Gelombang Puncak (W_P)

Semua peranti jatuh ke dalam satu bin panjang gelombang:

W1: 270 nm – 280 nm

Toleransi: ±3nm.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data menyediakan beberapa graf utama untuk jurutera reka bentuk.

4.1 Taburan Spektrum Relatif (Rajah 1)

Lengkung ini menunjukkan keamatan cahaya yang dipancarkan merentasi spektrum UV. Ia mengesahkan jalur pancaran sempit berpusat pada 275nm, dengan pancaran minimum di luar julat pembasmian kuman, memastikan tindakan pensterilan yang cekap dan disasarkan.

4.2 Corak Sinaran (Rajah 2)

Menggambarkan taburan ruang keamatan sinaran, dicirikan oleh sudut pandangan 120 darjah. Ini membantu dalam reka bentuk optik untuk mencapai penyinaran seragam pada permukaan sasaran.

4.3 Fluks Sinaran Relatif lwn. Arus Hadapan (Rajah 3)

Menunjukkan bahawa keluaran optik meningkat dengan arus pacuan tetapi akhirnya akan tepu. Lengkung ini penting untuk menentukan arus pacuan optimum untuk mengimbangi kuasa keluaran dengan kecekapan dan jangka hayat peranti.

4.4 Voltan Hadapan lwn. Arus Hadapan (Rajah 4)

Menggambarkan ciri IV diod. Voltan meningkat secara logaritma dengan arus. Data ini diperlukan untuk mereka bentuk litar pemacu arus.

4.5 Kebergantungan Suhu (Rajah 5 & 6)

Rajah 5 (Fluks Sinaran Relatif lwn. Suhu Simpang):Menunjukkan pekali suhu negatif LED UVC. Apabila suhu simpang meningkat, keluaran optik berkurangan dengan ketara. Ini menekankan kepentingan kritikal pengurusan haba untuk mengekalkan keluaran yang stabil.

Rajah 6 (Voltan Hadapan lwn. Suhu Simpang):Menunjukkan voltan hadapan berkurangan secara linear dengan peningkatan suhu simpang. Ciri ini kadangkala boleh digunakan untuk pemantauan suhu tidak langsung.

4.6 Lengkung Penyahkadar Arus Hadapan (Rajah 7)

Mungkin graf paling kritikal untuk kebolehpercayaan. Ia mentakrifkan arus hadapan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Untuk mengelakkan kepanasan dan memastikan jangka hayat panjang, arus operasi mesti dikurangkan apabila LED digunakan dalam persekitaran suhu yang lebih tinggi.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Garis Besar

Peranti ini mempunyai pakej permukaan-mount dengan dimensi kira-kira 3.5mm x 3.5mm. Semua toleransi dimensi ialah ±0.2mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lembaran data termasuk lukisan mekanikal terperinci yang menunjukkan pandangan atas, sisi dan bawah, termasuk lokasi penanda katod.

5.2 Reka Bentuk Pad PCB yang Disyorkan

Gambar rajah corak landasan terperinci disediakan untuk memastikan pateri yang boleh dipercayai dan pemindahan haba optimum dari pad haba LED ke PCB. Pematuhan kepada dimensi pad yang disyorkan ini (dengan toleransi ±0.1mm) adalah penting untuk kestabilan mekanikal dan prestasi terma.

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Alir Semula

Profil alir semula bebas plumbum disyorkan:

- Suhu Puncak (T_P): 260°C maksimum (245°C disyorkan).

- Masa di atas likuidus (T_L=217°C): 60-150 saat.

- Masa dalam 5°C puncak (t_P): 10-30 saat.

- Kadar peningkatan maksimum: 3°C/saat.

- Kadar penurunan maksimum: 6°C/saat.

- Jumlah masa dari 25°C ke puncak: 8 minit maksimum.

Nota Penting:Pateri alir semula harus dilakukan maksimum tiga kali. Proses penyejukan pantas tidak disyorkan. Semua ukuran suhu merujuk kepada permukaan atas pakej.

6.2 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan, suhu hujung besi tidak boleh melebihi 300°C, dan masa sentuhan harus dihadkan kepada maksimum 2 saat setiap sambungan pateri. Operasi ini harus dilakukan hanya sekali.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan selepas pateri, hanya pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol harus digunakan. Pembersih kimia yang tidak ditentukan boleh merosakkan bahan pakej LED dan sifat optik.

7. Pembungkusan dan Pengendalian

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan pada pita pembawa timbul dan gegelung yang mematuhi spesifikasi EIA-481-1-B.

- Saiz Gegelung: 7 inci.

- Kuantiti per Gegelung: Maksimum 500 keping (minimum 100 keping untuk baki lot).

- Poket pita dimeterai dengan pita penutup. Bilangan maksimum komponen hilang berturut-turut ialah dua. Dimensi terperinci untuk poket pita dan gegelung disediakan dalam lembaran data.

8. Kebolehpercayaan dan Jangka Hayat

8.1 Pelan Ujian Kebolehpercayaan

Peranti menjalani satu siri ujian kebolehpercayaan yang komprehensif, setiap satu selama 1,000 jam atau 100 kitaran:

1. Jangka Hayat Operasi Suhu Bilik (RTOL) pada 350mA.

2. Jangka Hayat Operasi Suhu Bilik (RTOL) pada 500mA.

3. Jangka Hayat Penyimpanan Suhu Tinggi (HTSL) pada 100°C.

4. Jangka Hayat Penyimpanan Suhu Rendah (LTSL) pada -40°C.

5. Penyimpanan Lembap Panas (WHTSL) pada 60°C/90% RH.

6. Kejutan Terma (TS) dari -30°C hingga +85°C.

Ujian jangka hayat operasi dijalankan dengan LED dipasang pada penyingkiran haba logam tertentu.

8.2 Kriteria Kegagalan

Peranti dianggap gagal ujian kebolehpercayaan jika, selepas ujian, sama ada:

- Voltan hadapan (pada 350mA) telah meningkat lebih daripada 10% dari nilai awalnya, atau

- Fluks sinaran (pada 350mA) telah merosot kepada kurang daripada 50% nilai awalnya.

9. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

9.1 Kaedah Pacuan

A constant current driver is mandatory for operating this LED. The drive current should be selected based on the required radiant output, thermal design capabilities, and desired lifetime, using the derating curve as a guide. Pulsed driving can be considered to manage peak junction temperature in high-power applications.

9.2 Reka Bentuk Terma

Ini adalah aspek paling kritikal dalam reka bentuk sistem. Gunakan nilai rintangan terma yang disediakan (12.3 K/W) untuk mengira prestasi penyingkiran haba yang diperlukan. MCPCB kekonduksian terma tinggi (seperti jenis aluminium yang dirujuk) sangat disyorkan. Pastikan galangan terma rendah dari titik pateri LED ke persekitaran ambien.

9.3 Pertimbangan Optik dan Keselamatan

Sinaran UVC adalah berbahaya kepada kulit dan mata manusia. Produk akhir mesti menggabungkan perisai dan kunci selamat yang sesuai untuk mencegah pendedahan pengguna. Bahan yang digunakan dalam laluan optik (kanta, tingkap) mesti lut UVC, seperti silika lebur atau gred kuarza tertentu, kerana kaca dan plastik standard menyerap cahaya UVC.

10. Perbandingan Teknikal dan Trend

10.1 Kelebihan Berbanding Sumber UV Konvensional

Berbanding lampu wap merkuri, LED UVC ini menawarkan:

- Hidup/Mati Segera:Tiada masa pemanasan atau penyejukan.

- Saiz Padat:Membolehkan pengecilan peralatan.

- Ketahanan:Lebih tahan terhadap kejutan fizikal dan getaran.

- Kekhususan Panjang Gelombang:Keluaran 275nm disasarkan tanpa haba buangan spektrum luas.

- Faedah Alam Sekitar:Tidak mengandungi merkuri.

10.2 Prinsip Operasi dan Keberkesanan

Cahaya UVC pada 275nm diserap oleh DNA dan RNA mikroorganisma (bakteria, virus, kulat). Penyerapan ini menyebabkan pembentukan dimer timina, yang mengganggu kod genetik dan menghalang replikasi, dengan berkesan menyahaktifkan patogen. Keberkesanan berbeza mengikut jenis organisma, dengan dos yang diperlukan (fluens) dinyatakan dalam mJ/cm².

10.3 Trend Pasaran

Pasaran LED UVC didorong oleh peningkatan permintaan untuk penyelesaian penyahjangkit bebas merkuri merentasi penjagaan kesihatan, rawatan air, penulenan udara dan elektronik pengguna. Trend pembangunan utama termasuk peningkatan kecekapan dinding-soket (kuasa optik keluar / kuasa elektrik masuk), kuasa keluaran lebih tinggi setiap cip dan jangka hayat operasi lebih panjang, yang semuanya meningkatkan keberkesanan kos sistem berasaskan LED.