LTPL-G35UVC275PR UVC LED Spesifikasi - Dimensi 3.5x3.5x1.2mm - Voltan 5.9V Tipikal - Kuasa 2.0W Maks - 274nm Panjang Gelombang Puncak - Dokumentasi Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri produk LTPL-G35UVC mewakili kemajuan penting dalam sumber cahaya ultraviolet keadaan pepejal yang direka untuk aplikasi pensterilan dan perubatan. Produk ini menggabungkan faedah semula jadi teknologi Diod Pemancar Cahaya (LED), seperti jangka hayat operasi yang panjang dan kebolehpercayaan tinggi, dengan tahap prestasi yang sesuai untuk menggantikan sumber cahaya ultraviolet konvensional. Ia direka untuk memberikan fleksibiliti reka bentuk dan membolehkan aplikasi baharu dalam bidang yang memerlukan penyinaran UVC yang berkesan.

Ciri utama produk ini termasuk keserasiannya dengan sistem pemacu litar bersepadu (I.C.), pematuhan dengan arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya) yang memastikan ia bebas plumbum, dan kos operasi serta penyelenggaraan keseluruhan yang lebih rendah berbanding teknologi UV tradisional seperti lampu merkuri. Pasaran sasaran utama termasuk pengeluar peralatan dalam sektor peranti perubatan, penulenan air, pensterilan udara, dan pembasmian kuman permukaan.

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti ini ditentukan untuk beroperasi di bawah had persekitaran dan elektrik yang ketat untuk memastikan kebolehpercayaan. Penarafan maksimum mutlak, yang diukur pada suhu ambien (Ta) 25°C, mentakrifkan sempadan di mana kerosakan kekal mungkin berlaku.

• Pelesapan Kuasa (Po):Maksimum 2.0 Watt. Ini ialah jumlah kuasa yang boleh dilesapkan oleh pakej sebagai haba.
• Arus Ulang Alik Terus (IF):Maksimum 300 miliampere.
• Julat Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +80°C. Peranti ini dinilai untuk berfungsi dalam tetingkap suhu yang luas ini.
• Julat Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +100°C.
• Suhu Simpang (Tj):Maksimum 105°C. Suhu pada cip semikonduktor itu sendiri tidak boleh melebihi had ini.

Nota kritikal memberi amaran terhadap pengendalian LED dalam keadaan pincang songsang untuk tempoh yang lama, kerana ini boleh menyebabkan kegagalan komponen.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Metrik prestasi teras ditakrifkan pada Ta=25°C dan arus ujian (If) 250mA, yang dianggap sebagai titik operasi tipikal.

• Voltan Ulang Alik (Vf):Nilai tipikal ialah 5.9V, dengan minimum 5.2V dan maksimum 7.7V. Toleransi pengukuran ialah ±0.1V.
• Fluks Sinaran (Φe):Ini ialah jumlah kuasa optik keluaran dalam spektrum UVC. Nilai tipikal ialah 35.0 miliwatt (mW), dengan minimum 25.0 mW. Toleransi pengukuran ialah ±10%.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):Panjang gelombang di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Nilai tipikal ialah 274 nanometer (nm), dalam julat dari 265nm hingga 280nm. Toleransi ialah ±3nm. Ini meletakkannya dengan kukuh dalam jalur UVC (200-280nm), yang terkenal dengan keberkesanan pembasmian kumannya.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Biasanya 120 darjah, mentakrifkan penyebaran sudut sinaran yang dipancarkan.
• Rintangan Terma (Rth j-s):Rintangan terma dari simpang semikonduktor ke titik pateri biasanya 16.8 K/W. Parameter ini adalah penting untuk reka bentuk pengurusan terma. Rujukan pengukuran menggunakan Papan Litar Bercetak Teras Logam (MCPCB) aluminium tertentu.
• Kepekaan Nyahcas Elektrostatik (ESD):Menahan sehingga 2000V mengikut Model Badan Manusia (JESD22-A114-B), menunjukkan ketahanan ESD sederhana tetapi masih memerlukan pengendalian yang berhati-hati.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam reka bentuk aplikasi, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Kod bin ditanda pada pembungkusan.

3.1 Pembin Voltan Ulang Alik (Vf)

LED dikategorikan kepada lima bin (V1 hingga V5) berdasarkan voltan ulang alik mereka pada 250mA. Setiap bin meliputi julat 0.5V, dari 5.2-5.7V (V1) hingga 7.2-7.7V (V5). Toleransi dalam setiap bin ialah ±0.1V. Ini membolehkan pereka memilih LED dengan ciri elektrik yang serupa untuk sambungan selari atau litar perkongsian arus.

3.2 Pembin Fluks Sinaran (Φe)

Kuasa keluaran optik dibin kepada empat kategori (X1 hingga X4). Bin X2, sebagai contoh, meliputi LED dengan fluks sinaran antara 30.0 mW dan 35.0 mW pada 250mA. Bin X4 menentukan minimum 40.0 mW. Toleransi ialah ±7%. Pembin ini adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan dos penyinaran minimum tertentu.

3.3 Pembin Panjang Gelombang Puncak (Wp)

Pada masa ini, semua peranti jatuh ke dalam satu bin panjang gelombang, W1, yang merangkumi dari 265nm hingga 280nm. Toleransi ialah ±3nm. Ini memastikan semua peranti memancar dalam julat pembasmian kuman yang berkesan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Spesifikasi ini menyediakan beberapa graf yang menggambarkan tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan. Semua lengkung adalah berdasarkan suhu ambien 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya.

4.1 Fluks Sinaran Relatif vs. Arus Ulang Alik

Lengkung ini menunjukkan bahawa keluaran optik meningkat dengan arus pemacu tetapi tidak linear sempurna. Ia menunjukkan hubungan antara input elektrik dan keluaran optik, membantu menentukan titik operasi optimum untuk kecekapan dan keluaran.

4.2 Taburan Spektrum Relatif

Graf ini menggambarkan spektrum pancaran, menunjukkan keamatan cahaya merentasi panjang gelombang yang berbeza. Ia mengesahkan pancaran puncak sekitar 274nm dan lebar jalur spektrum, yang penting untuk memahami keberkesanan LED terhadap mikroorganisma tertentu.

4.3 Arus Ulang Alik vs. Voltan Ulang Alik (Lengkung I-V)

Ciri elektrik asas diod. Lengkung ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pemacu arus, kerana ia menunjukkan voltan yang diperlukan untuk mencapai arus yang dikehendaki.

4.4 Fluks Sinaran Relatif vs. Suhu Simpang

Lengkung kritikal ini menunjukkan bagaimana keluaran optik berkurangan apabila suhu simpang (Tj) meningkat. Pengurusan terma yang berkesan adalah penting untuk mengekalkan kuasa keluaran tinggi sepanjang hayat LED.

4.5 Ciri Sinaran (Taburan Spatial)

Plot kutub yang menggambarkan taburan keamatan sudut, mengesahkan sudut pandangan 120 darjah. Ini adalah penting untuk reka bentuk sistem optik untuk memastikan penyinaran seragam permukaan sasaran.

4.6 Lengkung Penurunan Arus Ulang Alik

Graf ini mentakrifkan arus ulang alik maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Apabila suhu meningkat, arus selamat maksimum berkurangan untuk mengelakkan suhu simpang melebihi had 105°C.

4.7 Voltan Ulang Alik vs. Suhu Simpang

Menunjukkan hubungan antara voltan ulang alik dan suhu simpang semikonduktor, yang boleh digunakan untuk pemantauan suhu tidak langsung atau memahami tingkah laku bergantung suhu.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Garis Besar

Pakej LED mempunyai tapak segi empat sama. Semua dimensi disediakan dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.2mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Saiz fizikal adalah faktor utama untuk susun atur PCB dan integrasi ke dalam produk akhir.

5.2 Pad Lekatan PCB yang Disyorkan

Corak tanah terperinci disediakan untuk Papan Litar Bercetak (PCB). Mematuhi dimensi dan jarak pad yang disyorkan ini adalah penting untuk mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai, pemindahan haba yang betul, dan kestabilan mekanikal. Toleransi spesifikasi untuk pad ialah ±0.1mm.

5.3 Pengenalpastian Polarity

Spesifikasi ini termasuk tanda atau rajah yang menunjukkan sambungan anod dan katod. Polarity yang betul mesti dipatuhi semasa pemasangan untuk mengelakkan kerosakan.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Refluks yang Dicadangkan

Profil refluks terperinci untuk pemasangan pateri bebas plumbum ditentukan. Parameter utama termasuk:

• Suhu Puncak (Tp): 260°C maksimum (245°C disyorkan).
• Masa di atas likuidus (217°C): 60-150 saat.
• Suhu pemanasan awal: 150-200°C selama 60-120 saat.
• Kadar pemanjatan maksimum dan penurunan ditakrifkan untuk mengurangkan tekanan terma.

Jumlah masa dari 25°C ke suhu puncak tidak boleh melebihi 8 minit. Pateri refluks harus dilakukan maksimum tiga kali.

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, untuk hanya satu operasi.

6.3 Pembersihan

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

6.4 Kaedah Pemacu

LED adalah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan keluaran cahaya seragam apabila menyambungkan berbilang LED, mereka harus didorong dalam konfigurasi siri atau menggunakan pengatur arus individu untuk setiap cabang selari. Pemacu arus malar sangat disyorkan berbanding sumber voltan malar.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Pembungkusan Pita dan Gegelung

LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul pada gegelung untuk pemasangan automatik. Spesifikasi pembungkusan utama termasuk:

• Saiz Gegelung: 7 inci.
• Kuantiti Maksimum per Gegelung: 500 keping.
• Kuantiti Pembungkusan Minimum: 100 keping untuk baki.
• Pita dimeterai dengan penutup atas.
• Pembungkusan mematuhi piawaian EIA-481-1-B.

Dimensi terperinci untuk kedua-dua poket pita dan gegelung disediakan dalam spesifikasi.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Pembasmian Kuman Permukaan:Integrasi ke dalam peranti untuk mensterilkan telefon bimbit, alat, atau kaunter.
• Penulenan Air:Digunakan dalam sistem rawatan air titik penggunaan atau titik masuk untuk menyahaktifkan bakteria dan virus.
• Pensterilan Udara:Pelaksanaan dalam sistem HVAC, penulen udara, atau alat pembasmian kuman udara ruang atas.
• Pensterilan Peralatan Perubatan:Untuk membasmi kuman ruang dalaman peranti atau alat.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pengurusan Terma:Disebabkan rintangan terma tipikal 16.8 K/W, penyejuk haba yang direka dengan betul (menggunakan MCPCB sebagai rujukan) adalah penting untuk mengekalkan suhu simpang dalam had dan memastikan keluaran fluks sinaran jangka panjang.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 120 darjah mungkin memerlukan pemantul atau kanta untuk mengkolimat atau mengarahkan cahaya UVC ke kawasan sasaran dengan cekap.
• Reka Bentuk Elektrik:Gunakan pemacu arus malar yang sesuai untuk julat voltan ulang alik (5.2V-7.7V) dan mampu menyampaikan sehingga 300mA. Pertimbangkan pembin untuk reka bentuk multi-LED.
• Keserasian Bahan:Pastikan bahan perumahan yang terdedah kepada sinaran UVC tahan terhadap degradasi (contohnya, plastik tertentu mungkin menjadi kuning atau rapuh).
• Keselamatan:Sinaran UVC berbahaya kepada mata dan kulit. Reka bentuk mesti menggabungkan perisai yang sesuai, kunci selamat, dan amaran untuk mengelakkan pendedahan manusia.

9. Kebolehpercayaan dan Pengujian

9.1 Pelan Ujian Kebolehpercayaan

Produk ini menjalani satu set ujian kebolehpercayaan yang komprehensif untuk memastikan ketahanan di bawah pelbagai keadaan tekanan. Ujian utama termasuk:

• Hayat Operasi Suhu Bilik (RTOL):3,000 jam pada 250mA dan 1,000 jam pada arus maksimum 300mA.
• Hayat Penyimpanan Suhu Tinggi/Rendah (HTSL/LTSL):1,000 jam pada 100°C dan -40°C, masing-masing.
• Penyimpanan Suhu Tinggi Lembap (WHTSL):1,000 jam pada 60°C dan 90% kelembapan relatif.
• Kejutan Terma (TS):100 kitaran antara -30°C dan 85°C.

Semua ujian hayat operasi dijalankan dengan LED dipasang pada penyejuk haba logam yang ditentukan.

9.2 Kriteria Kegagalan

Peranti dianggap gagal jika, selepas ujian, voltan ulang aliknya meningkat lebih daripada 10% dari nilai awal, atau jika fluks sinarannya jatuh di bawah 50% daripada pengukuran awal, kedua-duanya diukur pada 250mA.

10. Perbandingan Teknikal dan Kelebihan

Berbanding lampu pembasmi kuman tradisional (contohnya, lampu merkuri tekanan rendah yang memancar pada 254nm), UVC LED ini menawarkan beberapa kelebihan berbeza:

• Hidup/Mati Segera:LED mencapai keluaran penuh serta-merta, tidak seperti lampu yang memerlukan masa pemanasan.
• Saiz Padat dan Kebebasan Reka Bentuk:Faktor bentuk kecil membolehkan integrasi ke dalam peranti mudah alih dan terhad ruang.
• Ketahanan dan Jangka Hayat:Pembinaan keadaan pepejal menjadikannya lebih tahan terhadap getaran dan kejutan fizikal. Walaupun data jangka hayat disediakan melalui ujian kebolehpercayaan, LED secara amnya menawarkan hayat operasi yang lebih panjang daripada lampu konvensional apabila disejukkan haba dengan betul.
• Bebas Merkuri:Tidak mengandungi merkuri berbahaya, memudahkan pelupusan dan meningkatkan keselamatan alam sekitar.
• Fleksibiliti Panjang Gelombang:Panjang gelombang puncak 274nm boleh berkesan terhadap pelbagai patogen. Spektrum sempit membolehkan aplikasi sasaran tanpa sinaran yang tidak perlu.
• Kos Operasi Lebih Rendah:Kecekapan lebih tinggi dan hayat lebih panjang menyumbang kepada pengurangan kos tenaga dan penggantian dari masa ke masa.

11. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah arus operasi tipikal untuk LED ini?

J: Ciri elektro-optik ditentukan pada 250mA, yang merupakan titik operasi biasa. Arus maksimum mutlak ialah 300mA.

S: Bagaimana saya memastikan berbilang LED mempunyai kecerahan yang sama?

J: Gunakan maklumat pembin. Pilih LED dari bin Fluks Sinaran (Φe) yang sama (contohnya, X2) dan dorong mereka dengan arus yang sama, sebaiknya dalam konfigurasi siri atau dengan pengawalan arus individu untuk rentetan selari.

S: Mengapa pengurusan terma sangat penting untuk LED ini?

J: Seperti yang ditunjukkan dalam lengkung \"Fluks Sinaran Relatif vs. Suhu Simpang\", keluaran optik berkurangan dengan ketara apabila suhu meningkat. Melebihi suhu simpang maksimum (105°C) juga boleh menyebabkan degradasi dipercepatkan dan kegagalan pramatang. Penyejukan haba yang betul adalah tidak boleh dirunding untuk prestasi dan kebolehpercayaan.

S: Bolehkah saya mendorong LED ini dengan bekalan kuasa voltan malar?

J: Ia tidak disyorkan. LED adalah peranti beroperasi arus. Perubahan kecil dalam voltan ulang alik (seperti yang dilihat dalam pembin Vf) boleh menyebabkan perubahan besar dalam arus disebabkan ciri I-V eksponen diod, membawa kepada keluaran tidak konsisten dan kerosakan arus berlebihan. Sentiasa gunakan pemacu arus malar.

S: Apakah bahan yang selamat digunakan berhampiran tingkap keluaran LED?

J: Sinaran UVC merendahkan banyak bahan organik. Gunakan bahan tahan UVC seperti gred tertentu kaca kuarza, PTFE (Teflon), atau plastik stabil UVC khusus untuk kanta, tingkap, dan komponen perumahan dalam laluan cahaya.

12. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Botol Pensterilan Air Mudah Alih.

Seorang pereka mencipta botol air boleh guna semula dengan pensterilan UVC bersepadu. LTPL-G35UVC275PR dipilih untuk saiz padat dan keluaran 274nm.

Pelaksanaan:

1. Reka Bentuk Elektrik:Bateri litium boleh dicas semula kecil membekalkan kuasa kepada penukar peningkatan/pemacu arus malar yang ditetapkan pada 250mA untuk mendorong satu LED secara bersiri dengan pemacu.

2. Reka Bentuk Terma:LED dipasang pada MCPCB aluminium tersuai kecil yang diikat secara terma ke dinding logam dalam ruang botol, menggunakannya sebagai penyejuk haba pasif.

3. Reka Bentuk Optik:Alur 120 darjah LED digunakan untuk menyinari isipadu air secara langsung. Salutan reflektif pada dinding ruang meningkatkan keseragaman.

4. Reka Bentuk Keselamatan:Litar termasuk pemasa untuk memastikan dos yang mencukupi (contohnya, 60 saat) disampaikan. Kunci selamat mekanikal menghalang LED daripada diaktifkan jika penutup botol tidak dimeterai sepenuhnya, dan ruang legap untuk menyekat kebocoran UVC.

5. Pemilihan Komponen:LED dari bin fluks X2 atau X3 dipilih untuk menjamin keluaran sinaran minimum, dan pemacu ditentukan untuk mengendalikan julat voltan V1-V5.

13. Pengenalan Prinsip

Diod Pemancar Cahaya UVC beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam bahan semikonduktor. Apabila voltan ulang alik dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Panjang gelombang foton ini ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. Untuk pancaran UVC (200-280nm), bahan seperti aluminium galium nitrida (AlGaN) digunakan. Komposisi khusus lapisan AlGaN direka untuk menghasilkan pancaran puncak pada 274nm, yang sepadan dengan tenaga foton kira-kira 4.52 elektron volt (eV). Cahaya ultraviolet bertenaga tinggi ini diserap oleh DNA dan RNA mikroorganisma, menyebabkan dimer timina yang mengganggu replikasi dan membawa kepada penyahaktifan atau kematian sel, memberikan kesan pembasmian kuman.

14. Trend Pembangunan

Bidang UVC LED berkembang pesat. Trend utama yang dapat diperhatikan dari spesifikasi ini dan pasaran yang lebih luas termasuk:

• Peningkatan Kuasa Keluaran:Peranti seperti LTPL-G35UVC275PR, dengan puluhan miliwatt keluaran, mewakili kemajuan dari generasi terdahulu yang berkuasa lebih rendah. Pembangunan berterusan bertujuan untuk fluks sinaran lebih tinggi dari satu pakej.
• Peningkatan Kecekapan (Kecekapan Dinding-Palam):Penyelidikan memberi tumpuan kepada mengurangkan voltan ulang alik dan meningkatkan kecekapan kuantum luaran (nisbah foton keluaran kepada elektron input) untuk mengurangkan penggunaan kuasa dan beban terma.
• Kebolehpercayaan dan Jangka Hayat yang Dipertingkatkan:Inovasi sains bahan dan pembungkusan yang berterusan bertujuan untuk meningkatkan hayat operasi lebih jauh, menjadikan UVC LED lebih kompetitif dengan lampu tradisional dalam aplikasi kitar tugas tinggi.
• Pengurangan Kos:Apabila volum pembuatan meningkat dan proses matang, kos per miliwatt keluaran UVC dijangka berkurangan, membuka aplikasi pasaran massa baharu.
• Pengoptimuman Panjang Gelombang:Penyelidikan berterusan ke dalam panjang gelombang paling berkesan untuk menyahaktifkan patogen tertentu (contohnya, virus vs. bakteria) dan membangunkan LED yang memancar pada panjang gelombang optimum tersebut.

Trend ini mendorong penerimaan teknologi UVC keadaan pepejal merentasi pelbagai aplikasi pensterilan dan penulenan yang berkembang.