Техническая спецификация ELUA3535NU6 4W Series UVA LED - 3.75x3.75x2.6мм - 3.6-4.8В - 4Вт

1. Обзор продукта

Серия продуктов ELUA3535NU6 представляет собой высоконадежное керамическое светодиодное решение, специально разработанное для требовательных применений в ультрафиолетовом-A (UVA) диапазоне. Эта серия предназначена для обеспечения стабильной работы в условиях, где критически важны долговечность и стабильность оптической мощности.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества этой серии обусловлены её надежной конструкцией и электрической схемой. Использование керамической подложки из нитрида алюминия (AlN) обеспечивает превосходную теплопроводность, что крайне важно для отвода тепла, выделяемого мощным УФ-излучением, и гарантирует долгосрочную надежность. Устройство оснащено встроенной защитой от электростатического разряда (ЭСР) до 2кВ (модель человеческого тела), что значительно повышает его устойчивость к повреждениям при сборке. Кроме того, продукт полностью соответствует директивам RoHS, EU REACH и требованиям по отсутствию галогенов (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm), что делает его пригодным для мировых рынков со строгими экологическими стандартами. Основные области применения находятся в промышленном и коммерческом секторах, требующих UVA-облучения, включая, но не ограничиваясь: системы УФ-стерилизации для очистки воздуха и воды, активацию УФ-фотокатализаторов для обработки поверхностей и специализированное УФ-освещение для датчиков.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлен детальный объективный анализ ключевых технических параметров, указанных в спецификации.

2.1 Предельно допустимые параметры

Предельно допустимые параметры определяют границы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Для вариантов с длиной волны 385нм, 395нм и 405нм максимальный постоянный прямой ток (I_F) составляет 1250мА. Примечательно, что вариант 365нм имеет более низкий максимальный допустимый ток — 700мА, что является важным фактором при проектировании. Максимальная температура перехода (T_J) составляет 105°C. Тепловое сопротивление от перехода к теплоотводящей площадке (R_th) указано как 4°C/Вт. Этот параметр крайне важен для проектирования системы теплового управления; например, при максимальном номинальном токе можно рассчитать повышение температуры от площадки до перехода. Устройство может работать в диапазоне температур окружающей среды от -10°C до +100°C.

2.2 Фотометрические и электрические характеристики

Таблица кодов заказа содержит ключевые показатели производительности для различных диапазонов длин волн. Сила излучения, измеряющая общую выходную оптическую мощность в УФ-спектре, варьируется в зависимости от модели. Для версии 365нм (ELUA3535NU6-P6070U23648700-V41G) типичная сила излучения составляет 1300мВт при 700мА. Для версий 385нм, 395нм и 405нм типичная сила излучения составляет 1475мВт при 1000мА. Прямое напряжение (V_F) для всех моделей указано в диапазоне от 3.6В до 4.8В, измеренное при соответствующих испытательных токах. Этот диапазон необходимо учитывать при проектировании схемы драйвера для обеспечения правильной стабилизации тока.

3. Объяснение системы сортировки

Продукт классифицируется по трем ключевым параметрам для обеспечения единообразия для конечного пользователя.

3.1 Сортировка по пиковой длине волны

Излучаемый УФ-свет классифицируется по четырем различным диапазонам длин волн: U36 (360-370нм), U38 (380-390нм), U39 (390-400нм) и U40 (400-410нм). Допуск измерения пиковой длины волны составляет ±1нм. Такая точная сортировка позволяет разработчикам выбрать именно тот спектральный выход, который требуется для их применения, например, соответствующий спектру активации конкретного фотокатализатора.

3.2 Сортировка по силе излучения

Выходная сила излучения также сортируется. Для длины волны 365нм диапазоны варьируются от U1 (900-1000мВт) до U4 (1400-1600мВт). Для длин волн 385-405нм диапазоны: U51 (1350-1600мВт) и U52 (1600-1850мВт). Допуск измерения составляет ±10%. Эта система позволяет осуществлять выбор на основе требуемой плотности оптической мощности.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение группируется в три диапазона: 3640 (3.6-4.0В), 4044 (4.0-4.4В) и 4448 (4.4-4.8В), измеренные при указанном испытательном токе (700мА для 365нм, 1000мА для остальных) с допуском ±2%. Знание диапазона V_F может помочь в оптимизации эффективности источника питания и прогнозировании тепловой нагрузки.

4. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристические кривые дают представление о поведении устройства в различных рабочих условиях.

4.1 Спектр и относительная сила излучения в зависимости от тока

Спектральные графики показывают отчетливые пики для различных моделей длин волн (365нм, 385нм, 395нм, 405нм) с относительно узкой спектральной шириной, характерной для светодиодных источников. Кривая "Относительная сила излучения в зависимости от прямого тока" демонстрирует почти линейную зависимость между током драйвера и оптической мощностью вплоть до номинального тока, что указывает на хорошую эффективность в рабочем диапазоне. Кривая для 365нм заканчивается на 700мА, что отражает её более низкий максимальный номинальный ток.

4.2 Тепловые характеристики

График "Относительная сила излучения в зависимости от температуры окружающей среды" имеет решающее значение. Он показывает, что по мере увеличения температуры окружающей среды (измеренной на теплоотводящей площадке) сила излучения уменьшается. Этот эффект теплового спада является фундаментальной характеристикой светодиодов. Скорость уменьшения незначительно варьируется в зависимости от длины волны, но является существенной, что подчеркивает необходимость эффективного теплоотвода для поддержания выходной мощности. Кривая "Прямое напряжение в зависимости от температуры окружающей среды" показывает отрицательный температурный коэффициент, где V_F уменьшается с ростом температуры, что важно для стабильности драйвера постоянного тока.

4.3 Прямое напряжение и смещение пиковой длины волны

Кривая "Прямое напряжение в зависимости от прямого тока" имеет стандартную экспоненциальную форму диода. Кривые "Пиковая длина волны в зависимости от прямого тока" и "в зависимости от температуры окружающей среды" показывают, что пиковая длина волны излучения слегка смещается при изменении тока драйвера и температуры. Это смещение обычно составляет несколько нанометров и является важным фактором в применениях, требующих точного спектрального позиционирования.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Физические размеры

Светодиод размещен в корпусе для поверхностного монтажа (SMD) размерами 3.75мм (Д) x 3.75мм (Ш) x 2.6мм (В). Чертеж размеров определяет все критические длины, включая высоту линзы и расположение контактных площадок. Общий допуск составляет ±0.1мм, а допуск по толщине — ±0.15мм.

5.2 Конфигурация контактных площадок и полярность

Вид снизу четко показывает расположение контактных площадок. Корпус имеет несколько тепловых/электрических площадок. Центральная площадка предназначена в первую очередь для эффективной передачи тепла на медную плоскость печатной платы. Окружающие площадки служат для электрического подключения. Полярность указана, анодная и катодная площадки четко обозначены, чтобы предотвратить обратный монтаж во время сборки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Процесс пайки оплавлением

Устройство подходит для стандартных процессов поверхностного монтажа (SMT). В спецификацию включен график профиля пайки оплавлением, указывающий рекомендуемые скорости нагрева, выдержки, пиковой температуры и охлаждения. Ключевые инструкции включают: процесс пайки оплавлением не должен выполняться более двух раз, чтобы избежать чрезмерного термического напряжения на внутреннем кристалле и соединениях. Следует избегать механического напряжения на корпус светодиода во время нагрева. После пайки следует избегать изгиба печатной платы, чтобы предотвратить растрескивание паяных соединений или керамического корпуса.

6.2 Хранение и обращение

Хотя в предоставленном отрывке это не указано явно, основываясь на номинальных значениях рабочих и температур хранения (T_Stg: -40°C до +100°C), устройства должны храниться в сухой, контролируемой по температуре среде. Во время обращения следует соблюдать стандартные меры предосторожности от ЭСР, несмотря на встроенную защиту до 2кВ.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типовые схемы применения

При проектировании для стабильной работы обязателен драйвер постоянного тока. Драйвер должен быть выбран для подачи требуемого тока (700мА для 365нм, до 1000мА или более для других, в пределах абсолютного максимального предела) и должен учитывать диапазон прямого напряжения выбранного бина. Адекватный теплоотвод является обязательным условием. Печатная плата должна иметь термооптимизированную компоновку с большой медной областью, соединенной с центральной тепловой площадкой через множество переходных отверстий для отвода тепла на другие слои или внешний радиатор.

7.2 Соображения при проектировании

Тепловое управление:Рассчитайте ожидаемую температуру перехода по формуле T_J= T_PCB+ (R_th* P_diss), где P_diss≈ V_F* I_F. Убедитесь, что T_J остается ниже 105°C.

Оптическое проектирование:Угол обзора 60° обеспечивает относительно широкий луч. Для фокусированных применений потребуются вторичная оптика (линзы, отражатели), изготовленные из материалов, прозрачных для УФ-излучения (например, кварц, специализированные пластики).

Безопасность:UVA-излучение может быть вредным для глаз и кожи. В окончательный дизайн продукта должны быть включены соответствующие кожухи, предупреждающие этикетки и защитные блокировки.

8. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными пластиковыми или менее мощными УФ-светодиодами, серия ELUA3535NU6 выделяется своим керамическим корпусом, который обеспечивает превосходные тепловые характеристики и долговечность в условиях высокого тока. Явная сортировка по трем параметрам (длина волны, сила излучения, напряжение) обеспечивает уровень единообразия и селективности, который необходим для промышленных применений, где ключевым фактором является повторяемость процесса. Высокая выходная сила излучения в компактном корпусе позволяет создавать более компактные и мощные конструкции систем.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Почему версия 365нм имеет более низкий максимальный ток (700мА), чем другие (1250мА)?

О: Обычно это связано с различными свойствами полупроводникового материала и характеристиками эффективности на более коротких длинах волн. Кристалл 365нм может иметь более высокие рабочие напряжения или различные тепловые характеристики, что ограничивает безопасный рабочий ток для обеспечения надежности и предотвращения ускоренной деградации.

В: Как интерпретировать значение "Типичная сила излучения"?

О: Значение "Типичное" является репрезентативным или средним значением для производства. Для гарантированной минимальной производительности разработчики должны использовать значение "Минимальная сила излучения" из таблицы кодов заказа или нижний предел выбранного бина силы излучения для своих расчетов схем и гарантий производительности системы.

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника постоянного напряжения?

О: Это крайне не рекомендуется. Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Их прямое напряжение имеет допуск и отрицательный температурный коэффициент. Источник постоянного напряжения может привести к тепловому разгону, когда увеличение тока вызывает нагрев, что снижает V_F, вызывая протекание большего тока, что потенциально может разрушить светодиод. Всегда используйте драйвер постоянного тока.

10. Пример практического применения

Сценарий: Проектирование УФ-сушильной станции для клеев.

Производителю необходимо отверждать УФ-чувствительный клей, который активируется при 395нм. Они выбирают модель ELUA3535NU6-P9000U5136481K0-V41G (бин 390-400нм, бин силы излучения U51). Они проектируют массив из 10 светодиодов на печатной плате с алюминиевой основой (MCPCB) для оптимального отвода тепла. Каждый светодиод питается током 1000мА от отдельного модуля драйвера постоянного тока. Тепловая конструкция гарантирует, что температура платы под светодиодом остается ниже 85°C, чтобы поддерживать температуру перехода в безопасных пределах и сохранять высокую выходную мощность излучения. Широкий угол 60° обеспечивает хорошее покрытие зоны отверждения. Единообразие длины волны благодаря сортировке гарантирует равномерную производительность отверждения для всех производимых устройств.

11. Введение в принцип работы

UVA светодиоды работают по тому же фундаментальному принципу, что и видимые светодиоды, основанному на электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретная длина волны этих фотонов (в диапазоне UVA, 315-400нм) определяется шириной запрещенной зоны полупроводниковых материалов, используемых в конструкции кристалла, таких как нитрид алюминия-галлия (AlGaN) или аналогичные сложные полупроводники. Керамический корпус служит прочным механическим корпусом, электрическим изолятором и высокоэффективным тепловым каналом для отвода тепла от полупроводникового кристалла.

12. Тенденции и развитие отрасли

Рынок UVA светодиодов стимулируется заменой традиционных ртутных ламп в таких применениях, как стерилизация и отверждение, предлагая преимущества, такие как мгновенное включение/выключение, более длительный срок службы, меньший размер и отсутствие опасных материалов. Тенденции включают постоянное улучшение эффективности преобразования электрической мощности в оптическую (Wall-Plug Efficiency, WPE), что более эффективно преобразует электрическую мощность в оптическую, снижая тепловую нагрузку системы. Также продолжается разработка по увеличению плотности выходной мощности из одного корпуса и повышению надежности при более высоких рабочих температурах. Кроме того, спектральная настройка для соответствия конкретным фотоинициированным химическим процессам является областью активных исследований, позволяя осуществлять более эффективные и целенаправленные промышленные процессы.