Техническая спецификация светодиода ELUA3535OGB серии UVA - 3.5x3.5x2.35мм - 3.2-4.0В - 1.8Вт - 360-410нм

1. Обзор продукта

Серия продуктов ELUA3535OGB представляет собой высоконадёжное светодиодное решение на керамической основе, специально разработанное для ультрафиолетовых (UVA) применений. Её основная конструкция использует подложку из оксида алюминия (Al2O3), которая обеспечивает превосходное тепловое управление по сравнению с традиционными пластиковыми корпусами, что приводит к увеличенному сроку службы и стабильной работе в сложных условиях.

Ключевые преимущества:Основные преимущества этой серии включают прочный керамический корпус для отличного отвода тепла, встроенную защиту от электростатического разряда до 2 кВ (модель человеческого тела), а также соответствие основным экологическим и стандартам безопасности, включая RoHS, бессвинцовый, EU REACH и требования по отсутствию галогенов (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). Угол обзора 120 градусов обеспечивает широкую диаграмму направленности, подходящую для задач общего освещения.

Целевой рынок и применения:Этот светодиод предназначен для промышленных и коммерческих УФ-приложений, где критически важны надёжность и оптическая мощность. Ключевые области применения включают системы УФ-стерилизации для очистки воздуха и воды, УФ-фотокаталитические системы для обработки поверхностей и устранения запахов, а также в качестве источника света для УФ-датчиков и процессов отверждения.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в этих условиях не гарантируется.

• Макс. постоянный прямой ток (I_F):1000 мА для вариантов 385нм, 395нм и 405нм. Для варианта 365нм максимальный ток снижен до 700 мА, что отражает различные характеристики полупроводникового материала и тепловую чувствительность.
• Макс. стойкость к ЭСР (V_B):2000 В (HBM), что обеспечивает хорошую устойчивость при обращении.
• Тепловое сопротивление (R_th):4 °C/Вт. Это низкое значение, обусловленное керамическим корпусом, указывает на эффективный отвод тепла от светодиодного перехода к тепловой площадке.
• Макс. температура перехода (T_J):125 °C.
• Рабочая и температура хранения:от -10 до +100 °C для работы и от -40 до +100 °C для хранения.

2.2 Фотометрические и электрические характеристики

В таблице перечислены ключевые параметры производительности для различных диапазонов длин волн при стандартном испытательном токе 500мА и температуре тепловой площадки 25°C.

• Пиковая длина волны:Доступно в четырёх диапазонах: 360-370нм (U36), 380-390нм (U38), 390-400нм (U39) и 400-410нм (U40).
• Световой поток (излучаемый):Минимальный излучаемый поток составляет 1000мВт (диапазон U2), с типичными значениями около 1250мВт и максимальными до 1500мВт для всех групп длин волн.
• Прямое напряжение (V_F):Диапазон от 3.2В до 4.0В при 500мА, классифицированный по конкретным диапазонам напряжения (например, 3.2-3.4В, 3.4-3.6В).

3. Объяснение системы сортировки

Продукт классифицируется по диапазонам для обеспечения однородности и возможности точного выбора в зависимости от потребностей применения.

3.1 Сортировка по излучаемому потоку

Излучаемый поток измеряется при I_F=500мА с допуском ±10%. Диапазоны:

- U2:от 1000мВт до 1200мВт

- U3:от 1200мВт до 1400мВт

- U4:от 1400мВт до 1500мВт

3.2 Сортировка по пиковой длине волны

Пиковая длина волны измеряется с допуском ±1нм. Группы (U36, U38, U39, U40) соответствуют диапазонам длин волн, перечисленным в разделе 2.2.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение измеряется при I_F=500мА с допуском ±2%. Диапазоны (3234, 3436, 3638, 3840) определяют минимальный и максимальный диапазон V_F(например, 3234 = от 3.2В до 3.4В).

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Спектр и относительный излучаемый поток в зависимости от тока

Спектральные графики показывают типичные кривые излучения для вариантов 365нм, 385нм, 395нм и 405нм. Кривые узкополосные, что характерно для УФ-светодиодов. График зависимости относительного излучаемого потока от прямого тока демонстрирует почти линейную зависимость вплоть до номинального тока, причём светодиод 405нм обычно показывает наибольшую относительную мощность, за ним следуют 395нм, 385нм и 365нм при том же уровне тока.

4.2 Пиковая длина волны и прямое напряжение в зависимости от тока

График зависимости пиковой длины волны от прямого тока показывает минимальный сдвиг (<5нм) во всём рабочем диапазоне токов для всех длин волн, что указывает на хорошую спектральную стабильность. Кривая зависимости прямого напряжения от прямого тока показывает типичную экспоненциальную характеристику диода, где V_Fувеличивается с ростом тока. Светодиод 365нм обычно демонстрирует немного более высокое V_Fпо сравнению с вариантами с большей длиной волны.

4.3 Зависимость от температуры

График зависимости относительного излучаемого потока от температуры окружающей среды показывает снижение мощности при повышении температуры, что является обычным поведением для светодиодов. Кривая снижения номинальных параметров имеет решающее значение для проектирования: она определяет максимально допустимый прямой ток при заданной температуре окружающей среды, чтобы температура перехода (T_J) не превышала 125°C. Например, при температуре окружающей среды 85°C максимальный ток значительно снижается по сравнению с номинальным значением при комнатной температуре.

4.4 Диаграмма направленности

Типичная диаграмма направленности является ламбертовской, с центром и полным углом обзора 120 градусов (2θ_1/2). Такая диаграмма подходит для применений, требующих широкого покрытия, а не сфокусированных лучей.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Механические размеры

Габаритные размеры корпуса составляют 3.5мм (Д) x 3.5мм (Ш) x 2.35мм (В). Чертежи указывают расположение тепловой площадки (катод) и анодной площадки. Тепловая площадка центральная и большая для облегчения отвода тепла. Все размерные допуски составляют ±0.1мм, если не указано иное.

5.2 Идентификация полярности

Анод обозначен на верхней части корпуса светодиода. Тепловая площадка на нижней стороне электрически соединена с катодом. Правильную полярность необходимо соблюдать во время монтажа на плату.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Процесс пайки оплавлением

ELUA3535OGB подходит для стандартных процессов SMT-пайки оплавлением. Ключевые инструкции включают:

- Отверждение любого клея должно следовать стандартным процессам.

- Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз, чтобы избежать термических напряжений.

- Механическое напряжение на светодиоде во время нагрева и охлаждения должно быть минимизировано.

- Печатная плата не должна изгибаться после пайки, чтобы предотвратить растрескивание керамического корпуса или паяных соединений.

6.2 Условия хранения

Светодиоды должны храниться в оригинальных влагозащитных пакетах при температуре от -40°C до +100°C и при низкой влажности, чтобы предотвратить окисление выводов.

7. Номенклатура моделей и информация для заказа

Номер детали следует подробной структуре:ELUA3535OGB-PXXXXYY3240500-VD1M

- EL:Код производителя.

- UA:Семейство продуктов UVA.

- 3535:Размер корпуса (3.5x3.5мм).

- O:Материал корпуса (Al₂O₃керамика).

- G:Покрытие (Ag - серебро).

- B:Угол обзора (120°).

- PXXXX:Код пиковой длины волны (например, 6070 для 360-370нм).

- YY:Диапазон минимального излучаемого потока (например, U2 для 1000мВт).

- 3240:Диапазон прямого напряжения (3.2-4.0В).

- 500:Номинальный прямой ток (500мА).

- V:Тип кристалла (Вертикальный).

- D:Размер кристалла (45mil).

- 1:Количество кристаллов (1).

- M:Тип процесса (Формование).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы включения

Для стабильной работы этим светодиодам требуется драйвер постоянного тока. Простая схема включает источник постоянного тока, микросхему или схему драйвера постоянного тока и светодиод, включённые последовательно. Драйвер должен быть выбран для обеспечения тока до 500мА (или 700мА для 365нм) с учётом кривой снижения номинальных параметров в зависимости от рабочей температуры окружающей среды. В электрически зашумлённых средах может быть рассмотрено подавление переходных напряжений, несмотря на встроенную защиту от ЭСР.

8.2 Конструкция радиатора

Эффективное тепловое управление имеет первостепенное значение. Низкое тепловое сопротивление 4 °C/Вт эффективно только в том случае, если тепло отводится от тепловой площадки. Правильно спроектированная печатная плата с тепловыми переходами, соединяющими площадку с большой медной областью или внешним радиатором, необходима, особенно при работе на высоких токах или при повышенных температурах окружающей среды. Максимальная температура перехода (125°C) не должна быть превышена.

8.3 Соображения по оптическому проектированию

Для применений стерилизации и фотокатализа критически важна облучённость (УФ-мощность на единицу площади) на целевой поверхности. Угол луча 120 градусов обеспечивает широкое покрытие. Для более высокой облучённости в конкретной точке могут потребоваться вторичная оптика (отражатели или линзы). Выбор материалов для оптики и корпусов должен учитывать прозрачность для УФ-излучения и устойчивость к УФ-деградации (например, использование кварца, УФ-стекла или определённых УФ-стабильных пластиков, таких как PTFE).

9. Техническое сравнение и отличия

Серия ELUA3535OGB отличается своимкерамическим корпусом. По сравнению с пластиковыми SMD УФ-светодиодами, керамика предлагает:

- Превосходные тепловые характеристики:Более низкое тепловое сопротивление приводит к более низкой рабочей температуре перехода при том же токе возбуждения, что напрямую означает более длительный срок службы (L70/B50) и более высокую поддерживаемую мощность.

- Повышенная надёжность:Керамика инертна и обеспечивает герметичный барьер против влаги и загрязнений окружающей среды, улучшая работу в суровых условиях.

- Более высокая удельная мощность:Прочный корпус позволяет надёжно работать на уровне мощности 1.8Вт, что является высоким показателем для светодиодов с такими габаритами.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 В чём разница между версиями 365нм и 405нм, помимо длины волны?

Основное различие заключается в составе полупроводникового материала, что приводит к различным электрическим и оптическим свойствам. Светодиод 365нм имеет более низкий максимальный номинальный ток (700мА против 1000мА), обычно немного более высокое прямое напряжение и более низкий излучаемый поток при том же токе. Он также более чувствителен к температуре. Выбор зависит от требуемой длины волны для конкретного применения (например, 365нм для определённых фотокатализаторов, 405нм для некоторых процессов отверждения).

10.2 Как интерпретировать кривую снижения номинальных параметров?

Кривая снижения номинальных параметров определяет максимальный безопасный рабочий прямой ток при заданной температуре окружающей среды (измеренной на тепловой площадке светодиода). Чтобы использовать её, найдите ожидаемую максимальную температуру окружающей среды на оси X. Проведите линию до кривой, затем влево к оси Y, чтобы найти максимально допустимый ток. Вы должны спроектировать свой драйвер так, чтобы не превышать этот ток при этой температуре. Например, если окружающая среда составляет 60°C, максимальный ток составляет приблизительно 400мА.

10.3 Могу ли я питать этот светодиод от источника постоянного напряжения?

Это настоятельно не рекомендуется. Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Их прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент и варьируется от образца к образцу (как показано в диапазонах напряжения). Питание постоянным напряжением может привести к тепловому разгону: по мере нагрева светодиода V_Fпадает, вызывая увеличение тока, что генерирует больше тепла, ещё больше снижая V_Fи увеличивая ток до выхода из строя. Всегда используйте драйвер постоянного тока.

11. Примеры проектирования и использования

11.1 Пример: УФ-станция для отверждения клеев

Сценарий:Проектирование настольной станции для отверждения УФ-чувствительных клеев на небольших электронных компонентах.

Выбор:Выбран вариант 405нм (ELUA3535OGB-P0010U23240500-VD1M), поскольку многие промышленные УФ-отверждаемые клеи разработаны для эффективного отверждения около 400нм.

Проектирование:Запланирована матрица из 16 светодиодов на печатной плате с алюминиевой основой (MCPCB) для создания равномерной зоны отверждения. Каждый светодиод питается током 450мА от драйвера постоянного тока, чтобы обеспечить запас ниже номинала 500мА, улучшая срок службы. MCPCB крепится к большому алюминиевому радиатору с вентилятором. Консультируются с кривой снижения номинальных параметров: при предполагаемой внутренней температуре окружающей среды 45°C, 450мА хорошо находится в пределах безопасной рабочей зоны. Угол луча 120 градусов обеспечивает хорошее перекрытие между соседними светодиодами для равномерности.

Результат:Станция обеспечивает стабильный, высокоинтенсивный УФ-свет для быстрого отверждения, при этом керамический корпус гарантирует стабильную мощность в течение длительных периодов работы.

12. Введение в принцип работы

UVA светодиоды работают по принципу электролюминесценции в полупроводниковых материалах. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки инжектируются в активную область. Их рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов. Длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещённой зоны полупроводникового материала, используемого в активной области. Для UVA-света (315-400нм) обычно используются такие материалы, как InGaN/AlGaN, на специализированных подложках. Керамический корпус служит в первую очередь механически прочной и теплопроводной платформой для отвода тепла, которое является побочным продуктом нетепловых процессов рекомбинации внутри кристалла.

13. Тенденции развития

Рынок УФ-светодиодов, особенно для UVA и UVB, стимулируется отказом от ртутных ламп из-за экологических норм (Минамиатская конвенция). Ключевые тенденции включают:

Повышение эффективности (WPE - эффективность преобразования электроэнергии в свет):Текущие исследования сосредоточены на улучшении внутренней квантовой эффективности и извлечения света для получения большей оптической мощности на ватт электроэнергии, снижая энергозатраты системы и тепловую нагрузку.

Более высокая мощность и удельная мощность:Разработка продолжается в направлении однокристальных светодиодов и многокристальных сборок, обеспечивающих более высокий излучаемый поток при тех же или меньших габаритах, что стало возможным благодаря лучшим тепловым материалам, таким как передовая керамика и композитные подложки.

Улучшенная надёжность и срок службы:Усовершенствования в конструкции кристалла, материалах корпуса (таких как используемая здесь керамика) и технологии люминофоров (для конвертированных УФ-продуктов) направлены на увеличение срока службы, что является критическим фактором для промышленных и медицинских применений.

Снижение стоимости:По мере роста объёмов производства и совершенствования процессов ожидается снижение стоимости за излучаемый ватт, что ускорит внедрение в более широкий спектр применений.