Lembaran Data UVC LED LTPL-G35UVC275GC - 3.5x3.5mm - 5.7V Tipikal - 275nm - 19mW Tipikal - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri produk LTPL-G35UVC mewakili sumber cahaya pepejal yang canggih dan cekap tenaga, direka untuk aplikasi pensterilan dan perubatan. Teknologi ini menggabungkan jangka hayat operasi yang panjang dan kebolehpercayaan tinggi yang sedia ada pada Diod Pemancar Cahaya (LED) dengan output pembasmi kuman yang berkesan, mencabar sumber cahaya ultraungu konvensional. Ia memberikan fleksibiliti reka bentuk dan membuka kemungkinan baru untuk penyelesaian penyahjangkit UVC.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

LED UVC ini direka untuk aplikasi yang memerlukan penyahtinjaan mikrob yang berkesan. Kelebihan utamanya termasuk kos operasi dan penyelenggaraan yang jauh lebih rendah berbanding lampu wap merkuri tradisional, didorong oleh kecekapan tenaga yang lebih tinggi dan jangka hayat yang lebih panjang. Peranti ini mematuhi piawaian RoHS dan bebas plumbum, selaras dengan peraturan alam sekitar global. Ia juga serasi dengan IC, memudahkan integrasi ke dalam sistem kawalan elektronik moden. Pasaran sasaran merangkumi pensterilan peranti perubatan, sistem penulenan air dan udara, serta peralatan penyahjangkit permukaan.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Mengendalikan peranti melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal. Penyerakan kuasa maksimum (Po) ialah 1.1 W. Arus terus hadapan maksimum mutlak (IF) ialah 150 mA. Peranti boleh beroperasi dalam julat suhu ambien (Topr) -40°C hingga +80°C dan disimpan (Tstg) dari -40°C hingga +100°C. Suhu simpang maksimum yang dibenarkan (Tj) ialah 105°C. Operasi berpanjangan di bawah keadaan pincang songsang tidak dinasihatkan kerana boleh menyebabkan kegagalan komponen.

2.2 Ciri Elektro-Optik pada Ta=25°C

Parameter prestasi utama diukur pada arus ujian piawai 120mA. Voltan hadapan (Vf) mempunyai nilai tipikal 5.7V, dengan minimum 5.0V dan maksimum 7.5V. Fluks sinaran (Φe), yang mewakili jumlah kuasa optik keluaran, biasanya 19 mW, dengan minimum 14 mW. Panjang gelombang puncak (λp) berpusat dalam spektrum UVC, julat dari 265 nm hingga 280 nm, menyasarkan puncak penyerapan DNA/RNA untuk penyahjangkit berkesan. Rintangan haba dari simpang ke titik pateri (Rth j-s) biasanya 24 K/W, menunjukkan keperluan pengurusan haba yang betul. Sudut pandangan (2θ1/2) biasanya 120 darjah. Peranti boleh menahan nyahcas elektrostatik (ESD) sehingga 2000V (Model Badan Manusia).

2.3 Ciri Terma

Penyingkiran haba yang berkesan adalah kritikal untuk prestasi dan jangka hayat. Rintangan haba yang ditentukan (Rth j-s) 24 K/W diukur menggunakan Papan Litar Bercetak Teras Logam (MCPCB) aluminium 2.0 x 2.0 x 0.17 cm. Melebihi suhu simpang maksimum 105°C akan mempercepatkan susut nilai lumen dan boleh menyebabkan kegagalan bencana. Pereka bentuk mesti mengira penyingkiran haba yang diperlukan berdasarkan kuasa yang digunakan dan keadaan ambien untuk mengekalkan simpang dalam had selamat.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam reka bentuk aplikasi, LED disusun ke dalam bin prestasi.

3.1 Pembin Voltan Hadapan (Vf)

LED dikategorikan kepada lima bin voltan (V1 hingga V5) pada 120mA, setiap satu merangkumi 0.5V dari 5.0V hingga 7.5V. Toleransi untuk setiap bin ialah ±0.1V. Ini membolehkan pereka bentuk memilih LED dengan penurunan voltan yang serupa untuk operasi stabil dalam konfigurasi selari atau meramalkan keperluan pemacu dengan tepat.

3.2 Pembin Fluks Sinaran (Φe)

Keluaran optik disusun ke dalam empat bin fluks (X1 hingga X4) pada 120mA. X1 merangkumi 14-17 mW, X2 merangkumi 17-20 mW, X3 merangkumi 20-23 mW, dan X4 termasuk peranti dengan 23 mW dan ke atas. Toleransi ialah ±7%. Pembin ini adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan kawalan dos yang tepat, kerana fluks sinaran secara langsung mempengaruhi keberkesanan pensterilan.

3.3 Pembin Panjang Gelombang Puncak (Wp)

Semua peranti berada dalam satu bin panjang gelombang, W1, yang merangkumi dari 265 nm hingga 280 nm, dengan toleransi pengukuran ±3 nm. Kod bin ditanda pada beg pembungkusan untuk kebolehjejakan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

4.1 Fluks Sinaran Relatif vs. Arus Hadapan

Keluaran optik meningkat secara super-linear dengan arus. Walaupun memacu pada arus yang lebih tinggi (sehingga maksimum mutlak 150mA) menghasilkan lebih banyak keluaran, ia juga menghasilkan lebih banyak haba, yang mesti diuruskan untuk mengelakkan pelarian haba dan degradasi dipercepatkan.

4.2 Taburan Spektrum Relatif

Lengkung keluaran spektrum menunjukkan jalur pancaran sempit yang berpusat dalam julat UVC. Panjang gelombang puncak tepat dalam bin 265-280 nm mempengaruhi kecekapan penyahtinjaan mikrob, kerana patogen yang berbeza mempunyai spektrum penyerapan yang sedikit berbeza.

4.3 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

Lengkung ini menunjukkan hubungan eksponen diod antara voltan dan arus. Ia adalah penting untuk mereka bentuk pemacu arus malar, kerana perubahan kecil dalam voltan boleh menyebabkan perubahan besar dalam arus, yang mempengaruhi kedua-dua keluaran cahaya dan suhu peranti.

4.4 Fluks Sinaran Relatif vs. Suhu Simpang

Kecekapan LED UVC sangat sensitif terhadap suhu. Fluks sinaran berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Graf ini mengukur penurunan nilai, menekankan kepentingan kritikal mengekalkan suhu simpang yang rendah untuk prestasi optik yang konsisten sepanjang hayat peranti.

4.5 Corak Sinaran

Gambar rajah kutub menggambarkan sudut pandangan tipikal 120 darjah, menunjukkan taburan spatial sinaran UVC yang dipancarkan. Ini penting untuk mereka bentuk optik atau pemantul untuk mengarahkan cahaya pembasmi kuman dengan berkesan ke permukaan atau isipadu sasaran.

4.6 Lengkung Penurunan Nilai Arus Hadapan

Lengkung ini mentakrifkan arus hadapan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Apabila suhu ambien meningkat, arus operasi selamat maksimum mesti dikurangkan untuk mengelakkan suhu simpang melebihi 105°C.

4.7 Voltan Hadapan vs. Suhu Simpang

Voltan hadapan mempunyai pekali suhu negatif; ia berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Sifat ini kadangkala boleh digunakan untuk pemantauan suhu tidak langsung dalam sistem pengurusan haba gelung tertutup.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Garis Besar

Pakej mempunyai tapak kira-kira 3.5mm x 3.5mm. Semua dimensi mempunyai toleransi ±0.2mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan mekanikal tepat harus dirujuk untuk reka bentuk corak tanah PCB.

5.2 Pengenalpastian Polarity dan Reka Bentuk Pad

Susun atur pad lampiran papan litar bercetak yang disyorkan disediakan untuk memastikan pateri dan sambungan haba yang boleh dipercayai. Pad anod dan katod ditetapkan dengan jelas. Pematuhan kepada corak tanah ini adalah kritikal untuk penjajaran yang betul, sambungan elektrik, dan pemindahan haba dari simpang LED ke PCB.

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Alir Semula

Profil alir semula bebas plumbum adalah disyorkan. Parameter utama termasuk: suhu puncak (Tp) maksimum 260°C (245°C disyorkan), dengan masa di atas 217°C (tL) antara 60-150 saat. Suhu pra-pemanasan harus antara 150-200°C selama 60-120 saat. Kadar peningkatan tidak boleh melebihi 3°C/saat, dan kadar penurunan tidak boleh melebihi 6°C/saat. Jumlah masa dari 25°C ke suhu puncak harus di bawah 8 minit. Proses penyejukan pantas tidak disyorkan.

6.2 Pateri Tangan dan Nota Umum

Jika pateri tangan diperlukan, suhu hujung besi tidak boleh melebihi 300°C, dan masa sentuhan harus dihadkan kepada maksimum 2 saat, untuk hanya satu operasi. Pateri alir semula tidak boleh dilakukan lebih daripada tiga kali. Semua rujukan suhu adalah untuk bahagian atas badan pakej. Penggunaan pateri celup tidak dijamin. Profil pateri mungkin perlu disesuaikan berdasarkan pes pateri khusus yang digunakan.

6.3 Pembersihan

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

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan pada pita pembawa timbul yang dimeterai dengan pita penutup, dililit pada gegelung 7 inci. Gegelung piawai mengandungi maksimum 500 keping, dengan kuantiti pembungkusan minimum 100 keping untuk baki. Pembungkusan mematuhi spesifikasi EIA-481-1-B. Maksimum dua komponen hilang berturut-turut dalam pita dibenarkan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

LED UVC ini sesuai untuk pelbagai aplikasi pembasmi kuman, termasuk: penyahjangkit permukaan dalam peralatan perubatan dan makmal, pensterilan alat, sistem penulenan air untuk aplikasi titik penggunaan atau skala kecil, dan penulenan udara dalam sistem HVAC atau peranti mudah alih. Sifat pepejalnya menjadikannya sesuai untuk reka bentuk berkuasa bateri atau padat di mana lampu merkuri tidak praktikal.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Kaedah Pacuan:LED adalah peranti beroperasi arus. Pemacu arus malar adalah wajib untuk memastikan keluaran cahaya stabil dan mengelakkan pelarian haba. Apabila menyambungkan berbilang LED, sambungan siri adalah lebih baik untuk keseragaman arus. Jika sambungan selari tidak dapat dielakkan, perintang had arus individu atau pemacu berasingan untuk setiap cabang sangat disyorkan untuk mengimbangi variasi Vf kecil antara peranti.
Pengurusan Haba:Ini adalah faktor reka bentuk paling kritikal. Gunakan MCPCB yang sesuai atau kaedah penyingkiran haba berkesan lain untuk mengekalkan suhu simpang serendah mungkin, idealnya di bawah 85°C untuk jangka hayat maksimum dan kestabilan keluaran. Laluan haba dari titik pateri ke ambien mesti direka dengan teliti.
Reka Bentuk Optik:Pertimbangkan sudut pandangan 120 darjah. Untuk aplikasi fokus, optik sekunder (kanta atau pemantul) yang diperbuat daripada bahan telus UVC seperti kuarza atau plastik khusus mungkin diperlukan. Pastikan semua bahan dalam laluan optik tahan terhadap degradasi UVC.
Keselamatan:Sinaran UVC adalah berbahaya kepada kulit dan mata manusia. Enkapsulasi mesti menghalang sebarang kebocoran cahaya UVC semasa operasi. Masukkan pengunci keselamatan dan label amaran seperti yang diperlukan.

9. Kebolehpercayaan dan Jangka Hayat

9.1 Pelan Ujian Kebolehpercayaan

Produk menjalani regimen ujian kebolehpercayaan komprehensif termasuk: Jangka Hayat Operasi Suhu Bilik (RTOL) pada 120mA selama 3000 jam dan pada 150mA selama 1000 jam; Jangka Hayat Penyimpanan Suhu Tinggi dan Rendah (HTSL/LTSL) pada 100°C dan -40°C masing-masing selama 1000 jam; Penyimpanan Suhu Tinggi & Kelembapan (WHTSL) pada 60°C/90% RH selama 1000 jam; dan Kejutan Haba Tidak Beroperasi (TS) dari -30°C ke 85°C untuk 100 kitaran. Ujian hayat dijalankan dengan LED dipasang pada penyingkiran haba logam 90x70x4mm.

9.2 Kriteria Kegagalan

Peranti dianggap gagal jika, selepas ujian, voltan hadapan (Vf) pada 120mA berubah lebih daripada ±10% dari nilai awalnya, atau jika fluks sinaran (Φe) pada 120mA jatuh di bawah 50% daripada nilai awalnya.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah kuasa optik keluaran tipikal?
J: Pada arus pacuan 120mA dan 25°C, fluks sinaran tipikal ialah 19 mW, dengan peranti dibin dari 14 mW (min) hingga 23 mW dan ke atas.

S: Bagaimana saya memacu LED ini?
J: Anda mesti menggunakan pemacu arus malar. Arus maksimum mutlak ialah 150mA. Titik operasi tipikal ialah 120mA, menghasilkan voltan hadapan tipikal 5.7V. Jangan sekali-kali menyambungkannya terus ke sumber voltan tanpa had arus.

S: Mengapa pengurusan haba sangat penting?
J: Kecekapan LED UVC turun dengan ketara dengan suhu (lihat lengkung Fluks Sinaran Relatif vs. Suhu Simpang). Suhu simpang tinggi juga mengurangkan jangka hayat operasi peranti dengan drastik. Penyingkiran haba yang betul adalah tidak boleh dirunding untuk prestasi yang boleh dipercayai.

S: Bolehkah saya menggunakan ini untuk pensterilan air?
J: Ya, ia sesuai untuk penulenan air. Panjang gelombang 265-280 nm berkesan terhadap bakteria, virus, dan protozoa. Reka bentuk mesti memastikan cahaya UVC menembusi air dengan berkesan, dan pakej LED mesti dimeterai dengan betul dari persekitaran.

S: Berapa kali saya boleh pateri alir semula komponen ini?
J: Maksimum yang disyorkan ialah tiga kitaran alir semula. Pateri tangan harus dilakukan hanya sekali, dengan had ketat pada masa dan suhu.

11. Contoh Reka Bentuk dan Kes Penggunaan

Senario: Mereka bentuk tongkat penyahjangkit permukaan mudah alih.
1. Reka Bentuk Elektrik:Gunakan bateri litium-ion (3.7V nominal) dengan litar pemacu arus malar peningkatan ditetapkan kepada 120mA. Pemacu mesti menukar voltan bateri kepada ~5.7V yang diperlukan oleh LED dengan cekap. 2.Reka Bentuk Terma:Pasang LED pada penyingkiran haba aluminium bersirip kecil. Rintangan haba keseluruhan laluan (simpang-ke-pateri, pateri-ke-penyingkiran haba, penyingkiran haba-ke-ambien) mesti dikira untuk memastikan Tj kekal di bawah 85°C semasa kitaran operasi tipikal 30-60 saat. Pertimbangkan penyejukan aktif (kipas kecil) jika tongkat itu bertujuan untuk penggunaan berpanjangan. 3.Reka Bentuk Mekanikal/Optik:Letakkan LED dan penyingkiran haba dalam kepala tongkat. Gunakan kanta kuarza untuk memfokuskan pancaran 120 darjah ke titik yang lebih kecil untuk irradians yang lebih tinggi pada permukaan sasaran. Enkapsulasi mesti menyekat sepenuhnya sebarang kebocoran UVC kepada pengguna. 4.Ciri Keselamatan:Masukkan sensor kedekatan atau pelindung fizikal yang mesti bersentuhan dengan permukaan sebelum LED dihidupkan. Sertakan pemasa untuk menghadkan tempoh pendedahan setiap pengaktifan.

12. Pengenalan Teknologi dan Tren

12.1 Prinsip Operasi

LED UVC adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya dalam julat 200-280 nanometer apabila arus elektrik melaluinya. Pancaran ini berlaku apabila elektron bergabung semula dengan lubang elektron dalam kawasan aktif peranti, melepaskan tenaga dalam bentuk foton. Panjang gelombang khusus ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan, biasanya sebatian berasaskan aluminium gallium nitride (AlGaN) untuk UVC. Sinaran UVC yang dipancarkan menyahaktifkan mikroorganisma dengan merosakkan DNA dan RNA mereka, menghalang replikasi.

12.2 Tren Pembangunan

Pasaran LED UVC memberi tumpuan kepada meningkatkan kecekapan dinding-soket (kuasa optik keluaran per kuasa elektrik input), yang secara sejarahnya lebih rendah daripada LED boleh lihat. Penambahbaikan dalam pertumbuhan epitaksial, reka bentuk cip, dan kecekapan pengekstrakan pakej secara berterusan mendorong keberkesanan lebih tinggi. Tren utama lain ialah meningkatkan kuasa keluaran per cip dan per pakej, membolehkan sistem penyahjangkit yang lebih padat dan berkuasa. Penyelidikan juga berterusan untuk meningkatkan jangka hayat dan kebolehpercayaan peranti di bawah keadaan operasi arus tinggi, suhu tinggi. Pengurangan kos melalui skala pembuatan dan penambahbaikan hasil kekal sebagai pemacu kritikal untuk penerimaan pasaran yang lebih luas berbanding teknologi lampu merkuri konvensional.