ELUA3535NU3 UVA LED Mwongozo wa Kiufundi - 3.75x3.75x3.2mm - 3.6-4.8V - Mfululizo wa 4W - Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Mfululizo wa bidhaa ELUA3535NU3 unawakilisha suluhisho la LED la msingi wa seramiki lenye uaminifu wa juu, lililoundwa mahsusi kwa matumizi ya mionzi ya ultraviolet-A (UVA). Mfululizo huu wa 4W umeundwa kutoa utendakazi thabiti katika mazingira magumu ambapo mionzi ya UV inatumiwa kwa sifa zake za kuua vijidudu au kichocheo.

1.1 Faida za Msingi na Soko Lengwa

Faida kuu za mfululizo huu wa LED zinatokana na ujenzi wake thabiti na muundo wa umeme. Matumizi ya msingi wa seramiki ya Aluminium Nitride (AlN) hutoa mwendo mzuri wa joto, jambo muhimu sana katika kudhibiti joto linalozalishwa na uendeshaji wa nguvu ya juu na kuhakikisha uaminifu wa muda mrefu. Kifaa hiki kina usalama wa kujengwa dhidi ya kutokwa kwa umeme tuli (ESD) wenye kiwango cha hadi 2KV (HBM), ikiongeza uimara wake wakati wa usindikaji na usanikishaji. Zaidi ya hayo, bidhaa hii inafuata kanuni kuu za mazingira na usalama ikiwa ni pamoja na RoHS, isiyo na risasi, EU REACH, na viwango visivyo na halojeni (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm), na kufanya iwe inafaa kwa masoko ya kimataifa yanayohitaji kufuata kanuni kali.

Matumizi yanayolengwa yanahusika hasa katika sekta za viwanda na biashara zinazotumia mwanga wa UVA. Masoko makuu ni pamoja na mifumo ya usafi wa UV kwa usafishaji wa hewa na maji, mifumo ya kichocheo cha UV kwa kuvunja misombo ya kaboni inayoweza kuyeyuka (VOCs), na taa maalum za kihisi za UV. Uaminifu na pato la nguvu la bidhaa hii hufanya iwe sehemu inayofaa kwa mifumo inayohitaji utoaji endelevu wa mionzi ya UV.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Sehemu hii inatoa tafsiri ya kina na ya kitu ya vigezo muhimu vya kiufundi vilivyoorodheshwa kwenye mwongozo, na kuelezea umuhimu wake kwa wahandisi wa muundo.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango vya Juu Kabisa vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kwao kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Kwa aina za 385nm, 395nm, na 405nm, mkondo wa mbele unaoendelea kwa kiwango cha juu (I_F) ni 1250mA. Ni muhimu sana kukumbuka kuwa aina ya 365nm ina kiwango cha juu cha mkondo cha chini sana cha 700mA. Tofauti hii kwa kawaida husababishwa na vifaa tofauti vya semikondukta na miundo ya epitaxial inayotumiwa kwa urefu mfupi wa mawimbi, ambayo inaweza kuwa na uwezo mdogo wa kushughulikia mkondo au unyeti wa juu wa joto. Kuendesha kwa uthabiti kwenye au karibu na mipaka hii kutapunguza sana umri wa huduma na uaminifu wa LED. Joto la juu la kiunganishi (T_J) lina kiwango cha 105°C. Upinzani wa joto kutoka kiunganishi hadi pedi ya joto (R_θth) umebainishwa kuwa 4°C/W. Kigezo hiki ni muhimu sana kwa muundo wa usimamizi wa joto; kwa mfano, kwenye mkondo kamili uliokadiriwa, kupanda kwa joto kutoka pedi hadi kiunganishi kunaweza kuhesabiwa. Kupoza joto kwa usahihi ni muhimu ili kuweka joto la kiunganishi ndani ya mipaka salama.

2.2 Tabia za Kipimo cha Mwanga na Umeme

Misimbo ya agizo iliyotolewa inaelezea kwa kina vikundi maalum vya utendakazi. Mfumuko wa mionzi, kipimo cha jumla ya nguvu ya mwanga inayotolewa kwa wati (au miliwati), hutofautiana kulingana na urefu wa wimbi. Kwa LED ya 365nm (inayoendeshwa kwa 700mA), mfumuko wa chini wa mionzi ni 900mW, kawaida ni 1300mW, na kiwango cha juu ni 1600mW. Kwa LED za 385nm, 395nm, na 405nm (zinazoendeshwa kwa 1000mA), kiwango cha chini ni 1350mW, kawaida ni 1475mW, na kiwango cha juu ni 1850mW. Voltage ya mbele (V_F) kwa aina zote za mfululizo imebainishwa kati ya safu ya 3.6V hadi 4.8V kwenye mikondo yao husika ya uendeshaji. Safu hii lazima izingatiwe wakati wa kubuni saketi ya kiendeshi ili kuhakikisha inaweza kutoa voltage ya kutosha huku ikidhibiti utupaji wa nguvu.

3. Maelezo ya Mfumo wa Uainishaji

Bidhaa hii imegawanywa katika vikundi kulingana na vigezo vitatu muhimu: Mfumuko wa Mionzi, Urefu wa Wimbi la Kilele, na Voltage ya Mbele. Hii inawaruhusu wateja kuchagua LED zilizo na sifa zilizokusanywa kwa karibu kwa utendakazi thabiti wa mfumo.

3.1 Uainishaji wa Mfumuko wa Mionzi

Meza mbili tofauti za uainishaji hutumiwa kwa vikundi tofauti vya urefu wa wimbi. Kwa LED ya 365nm, misimbo ya kundi U1 hadi U4 hupanga mfumuko wa mionzi kutoka 900-1000mW hadi 1400-1600mW. Kwa LED za 385nm hadi 405nm, misimbo ya kundi U51 (1350-1600mW) na U52 (1600-1850mW) hutumiwa. Wabunifu lazima wahakikishe kuwa mwangaza wa chini unaohitajika na mfumo wao wa mwanga unatimizwa na thamani ya chini ya kundi lililochaguliwa.

3.2 Uainishaji wa Urefu wa Wimbi la Kilele

Urefu wa wimbi la kilele umegawanywa katika safu za 10nm: U36 (360-370nm), U38 (380-390nm), U39 (390-400nm), na U40 (400-410nm). Uchaguzi hutegemea unyeti wa wigo wa matumizi. Kwa mfano, uanzishaji wa kichocheo mara nyingi huwa na safu bora ya urefu wa wimbi.

3.3 Uainishaji wa Voltage ya Mbele

Voltage ya mbele imegawanywa katika vikundi vitatu: 3640 (3.6-4.0V), 4044 (4.0-4.4V), na 4448 (4.4-4.8V). Hii ni muhimu kwa ufanisi wa kiendeshi na usimamizi wa joto. LED kutoka kundi la voltage ya chini zitapunguza nguvu kidogo kama joto (P = V_F* I_F) kwenye mkondo ule ule, na kwa uwezekano kuwezesha kifaa rahisi au kidogo cha kupoza joto.

4. Uchambuzi wa Mkondo wa Utendakazi

Mikondo ya kawaida ya tabia hutoa ufahamu wa tabia ya LED chini ya hali mbalimbali za uendeshaji, jambo muhimu sana kwa muundo thabiti wa mfumo.

4.1 Wigo na Mfumuko wa Mionzi wa Jamaa dhidi ya Mkondo

Grafu ya wigo inaonyesha ukubwa wa kawaida wa utoaji kwenye urefu wa mawimbi kwa aina nne kuu. Kila moja ina kilele tofauti, na upana wa wigo mwembamba kwa kawaida wa LED za UV. Mkondo wa Mfumuko wa Mionzi wa Jamaa dhidi ya Mkondo wa Mbele unaonyesha uhusiano wa chini ya mstari. Pato haliongezeki sawasawa na mkondo, haswa kwenye mikondo ya juu, kwa sababu ya kupungua kwa ufanisi kwa sababu ya joto la juu la kiunganishi na athari nyingine za fizikia ya semikondukta. Hii inasisitiza umuhimu wa usimamizi wa joto ili kudumisha pato.

4.2 Tabia za Joto

Mikondo ya Mfumuko wa Mionzi wa Jamaa dhidi ya Joto la Mazingira na Urefu wa Wimbi la Kilele dhidi ya Joto la Mazingira ni muhimu sana. Kadiri joto la mazingira (au la pedi) linavyoongezeka, mfumuko wa mionzi hupungua kwa kiasi kikubwa—tabia ya kawaida katika LED. Kwa mfano, kwenye 120°C, mfumuko wa jamaa ni takriban 40-50% tu ya thamani yake kwenye 25°C. Wakati huo huo, urefu wa wimbi la kilele hubadilika hadi urefu mrefu wa mawimbi (kuhama nyekundu) kadiri joto linavyoongezeka, kwa kiwango kinachoweza kuonekana kwenye grafu. Kuhama huku kwa joto lazima kuzingatiwe katika matumizi yanayohisi urefu wa wimbi. Mkondo wa Voltage ya Mbele dhidi ya Joto unaonyesha mgawo hasi wa joto, ikimaanisha V_Fhupungua kadiri joto linavyoongezeka, jambo linaloweza kuathiri uendeshaji wa kiendeshi cha mkondo thabiti.

5. Taarifa ya Mitambo na Ufungaji

5.1 Vipimo na Uvumilivu

LED hii ina ukubwa mdogo wa 3.75mm x 3.75mm na urefu wa jumla wa 3.2mm. Mchoro wa vipimo unabainisha urefu wote muhimu, ikiwa ni pamoja na pedi ya joto na pedi za anode/cathode. Uvumilivu wa jumla kwenye vipimo vya ndege ni ±0.1mm, wakati uvumilivu wa unene ni ±0.15mm. Uvumilivu huu ni muhimu kwa mpangilio wa PCB, muundo wa stensili ya solder, na kuhakikisha uwekaji sahihi na mashine za kuchukua-na-kuweka.

5.2 Usanidi wa Pedi na Ubaguzi

Mtazamo wa chini unaonyesha wazi mpangilio wa pedi. Pedi kuu ya katikati, ya mstatili kubwa, ni pedi ya joto (cathode), ambayo ni muhimu sana kwa uhamisho wa joto hadi PCB. Pedi mbili ndogo za umeme ziko upande mmoja: moja kwa anode na moja kwa cathode. Ubaguzi unaonyeshwa kwenye mchoro. Cathode kwa kawaida huunganishwa kwenye pedi ya joto na moja ya pedi ndogo. Kutambua ubaguzi sahihi wakati wa usanikishaji ni lazima ili kuzuia kushindwa kwa kifaa.

6. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

6.1 Mchakato wa Kuuza kwa Reflow

LED hii inafaa kwa michakato ya kawaida ya Teknolojia ya Uso-Mount (SMT). Mwongozo huo hutoa grafu ya wasifu ya reflow na vigezo muhimu: eneo la joto la awali, kupanda kwa haraka kwa joto hadi kilele, na awamu ya kupoza joto iliyodhibitiwa. Joto la kilele linalopendekezwa ni 260°C (+0°C/-5°C) kwa sekunde 10 kiwango cha juu. Imesemwa wazi kuwa kuuza kwa reflow haipaswi kufanywa zaidi ya mara mbili ili kuepuka mkazo wa joto usiofaa kwenye kifurushi na viunganisho vya ndani. Mkazo wa mitambo kwenye mwili wa LED wakati wa kupashwa joto (k.m., kutokana na kupinda kwa PCB) lazima kuepukwe, na kupinda PCB baada ya kuuza kunakatazwa kwani kunaweza kuvunja viunganisho vya solder au kifurushi cha seramiki chenyewe.

7. Taarifa ya Ufungaji na Kuagiza

7.1 Ufafanuzi wa Majina ya Mfano

Msimbo kamili wa agizo (k.m., ELUA3535NU3-P6070U23648700-V41G) ni maelezo ya kina:

• EL: Kiambishi awali cha mtengenezaji.
• UA: Aina ya bidhaa ya UVA.
• 3535: Ukubwa wa kifurushi 3.75mm x 3.75mm.
• N: Nyenzo za kifurushi ni Aluminium Nitride (AlN).
• U: Mipako ni Dhahabu (Au).
• 3: Pembe ya kutazama ni 30°.
• PXXXX: Msimbo wa urefu wa wimbi la kilele (k.m., 6070 kwa 360-370nm).
• YY: Msimbo wa Mfumuko wa Chini wa Mionzi.
• 3648 / 700 / 1K0: Safu ya Voltage ya Mbele (3.6-4.8V) na Mkondo wa Mbele (700mA au 1000mA).
• V41G: Aina ya chip (Wima), ukubwa (43mil), idadi (1), na mchakato (Kioo cha Quartz).

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Mifumo ya Usafi wa UV:Kwa usafi wa hewa au maji, safu ya 265-280nm (UVC) ndiyo yenye ufanisi zaidi kwa uharibifu wa DNA. Hata hivyo, LED za UVA (kama mfululizo huu) hutumiwa katika michakato fulani ya juu ya oksidi (AOP) au katika mifumo inayolenga vijidudu maalum vinavyohisi UV mrefu, au pamoja na vichocheo. Muundo wa mfumo lazima uhakikishe kipimo cha kutosha cha UV (nguvu x muda).
Kichocheo cha UV:Kwa kawaida kwa kutumia TiO₂, vichocheo huamilishwa na mwanga wa UV. Aina za 385nm au 395nm hutumiwa kwa kawaida. Muundo lazima uhakikishe mwangaza sawa wa uso wa kichocheo na kudhibiti joto, kwani ufanisi wa kichocheo unaweza kutegemea joto.
Mwanga wa Kihisi wa UV:Inatumika kuchochea umeme au kwa ukaguzi wa maono ya mashine. Pato thabiti na urefu maalum wa wimbi ndio muhimu. Kiendeshi cha mkondo thabiti ni muhimu sana ili kudumisha pato thabiti la mwanga, na vichungi vya mwanga vinaweza kuhitajika ili kuzuia mwanga unaoonekana usiotakiwa kutoka kwenye wigo wa LED.

8.2 Mambo Muhimu ya Kubuni

Usimamizi wa Joto:Hili ndilo jambo moja muhimu zaidi kwa utendakazi na umri wa huduma. Tumia PCB yenye via za joto za kutosha chini ya pedi ya joto, zilizounganishwa na ndege kubwa za shaba au kifaa cha nje cha kupoza joto. Upinzani wa joto wa 4°C/W ni kutoka kiunganishi hadi pedi ya joto ya LED; upinzani wa joto wa mfumo hadi mazingira lazima ubuniwe ili kuweka T_Jchini sana ya 105°C.
Kuendesha kwa Umeme:Daima tumia kiendeshi cha mkondo thabiti, sio chanzo cha voltage thabiti. Kiendeshi lazima kiwe na uwezo wa kutoa mkondo unaohitajika (700mA au 1000mA) na voltage inayoshughulikia safu nzima ya V_Fya kundi lililochaguliwa, pamoja na nafasi ya ziada. Fikiria kutekeleza udhibiti wa upana wa pulse (PWM) kwa kupunguza mwanga ikiwa inahitajika, badala ya kupunguza mkondo wa analog, ili kuepuka kuhama kwa rangi/urefu wa wimbi.
Muundo wa Mwanga:Pembe ya kutazama ya 30° hutoa boriti ya mwanga iliyolenga kiasi. Lensi au vikumbushio vinaweza kutumika kuunda mwanga kwa eneo lengwa. Hakikisha kwamba nyenzo zozote za mwanga (lensi, madirisha) zinaweza kupitisha UV (k.m., quartz, plastiki maalum za daraja la UV) kwani kioo cha kawaida na plastiki nyingi hufyonza mionzi ya UVA.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ingawa ulinganishaji wa moja kwa moja na chapa nyingine haujapewa kwenye mwongozo, sifa muhimu za kutofautisha za mfululizo huu zinaweza kudhaniwa. Matumizi ya kifurushi cha seramiki cha AlN hutoa utendakazi bora wa joto ikilinganishwa na kifurushi cha plastiki kinachotumiwa kwa kawaida katika LED zenye nguvu ya chini, na kuwezesha mikondo ya juu ya kiendeshi na uaminifu bora. Ujumuishaji wa ulinzi wa ESD wa 2KV ni kipengele muhimu cha uimara ambacho si kila wakati kipo katika bidhaa zinazoshindana. Uainishaji wa kina kwenye vigezo vitatu (mfumuko, urefu wa wimbi, voltage) huruhusu muundo wa usahihi wa juu wa mfumo na uthabiti katika uzalishaji mkubwa, jambo ambalo linaweza kuwa faida ikilinganishwa na bidhaa zenye uvumilivu mwembamba au chaguzi chache za uainishaji.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

S: Kwa nini mkondo wa juu kabisa wa LED ya 365nm ni 700mA tu, wakati zingine ni 1250mA?
J: Hii inatokana hasa na sifa tofauti za nyenzo za semikondukta zinazotumiwa kufikia urefu mfupi wa wimbi la 365nm. Mfumo wa nyenzo (k.m., maudhui ya juu ya alumini katika AlGaN) kwa kawaida una mwendo mdogo wa umeme na msongamano wa kasoro za juu, na kusababisha kupungua kwa msongamano wa juu wa mkondo na upinzani wa juu wa joto. Kuendesha kwenye mkondo wa chini kunahakikisha uaminifu na kuzuia uharibifu wa haraka.

S: Je, naweza kuendesha LED hii kwa usambazaji wa umeme wa 3.3V?
J: Hapana. Safu ya voltage ya mbele ni 3.6V hadi 4.8V. Usambazaji wa 3.V hautakuwa wa kutosha kuwasha LED au kufikia pato lolote la mwanga lenye maana. Saketi ya kiendeshi inayoweza kutoa angalau 4.8V (pamoja na voltage ya kushuka kwa kiendeshi) inahitajika.

S: Je, ninafasiri vipi thamani ya \"Mfumuko wa Kawaida wa Mionzi\"?
J: Thamani ya \"Kawaida\" ni wastani wa takwimu au wastani wa vitengo vya uzalishaji. Ili kuhakikisha utendakazi katika muundo wako, lazima utumie thamani ya \"Chini\" kutoka kwenye meza ya uainishaji. Kubuni kwa thamani ya kawaida kunaweza kusababisha baadhi ya vitengo katika mfumo wako kutofanya vizuri.

S: Je, kifaa cha kupoza joto ni lazima kabisa?
J> Kwa uendeshaji wowote endelevu kwenye mkondo uliokadiriwa, ndiyo. Hata kwa upinzani wa chini wa joto wa 4°C/W, kwenye 1000mA na V ya kawaida_Fya 4.2V, utupaji wa nguvu ni 4.2W. Kupanda kwa joto kutoka pedi hadi kiunganishi kitakuwa takriban 4.2W * 4°C/W = 16.8°C. Ikiwa joto la pedi ya PCB linafikia 85°C, kiunganishi tayari kiko ~102°C, karibu sana na kiwango cha juu cha 105°C. Kupoza joto kwa ufanisi hakuna mabishano kwa uendeshaji wa kuaminika.

11. Kesi ya Kubuni na Matumizi ya Vitendo

Kesi: Kubuni PCB kwa Safu ya LED nyingi za UV kwa Kukausha Uso.
Mhandisi anabuni safu ya LED kumi na mbili za 395nm kwa kituo cha nguvu ya chini cha kukausha UV kwa gundi. Kila LED itaendeshwa kwa 1000mA.Hatua ya 1 - Mpangilio wa PCB:PCB imebuniwa na shaba ya 2oz. Pedi maalum ya kupunguza joto inayolingana na ukubwa wa LED imeundwa, imejazwa na gridi ya via za joto (k.m., kipenyo cha 0.3mm, umbali wa 1mm) ambazo zinaunganishwa na ndege kubwa ya ndani ya ardhini na kumwagika kwa shaba upande wa chini ambao utaunganishwa kwenye kifaa cha alumini cha kupoza joto na nyenzo ya kiolesura cha joto.Hatua ya 2 - Muundo wa Umeme:IC ya kiendeshi ya LED ya mkondo thabiti inayoweza kutoa jumla ya 12A (au viendeshi vidogo vingi) imechaguliwa. Uwezo wa voltage ya pato wa kiendeshi hukaguliwa ili kuhakikisha inaweza kushughulikia LED 12 katika usanidi wa mfululizo 4/sambamba 3, kwa kuzingatia V ya juu_Fya 4.8V kwa kila LED.Hatua ya 3 - Ujumuishaji wa Mwanga:Kifuniko cha kioo cha quartz kinawekwa juu ya safu ili kulinda LED. Umbali hadi uso lengwa wa kukausha huhesabiwa kulingana na mwangaza unaohitajika, kwa kutumia thamani ya chini ya mfumuko wa mionzi kutoka kundi (1350mW) na pembe ya boriti ya 30° ili kukadiria ukubwa wa doa lenye mwanga na nguvu.

12. Utangulizi wa Kanuni

LED za UVA zinafanya kazi kwa kanuni ya umeme-mwanga katika nyenzo za semikondukta. Wakati voltage ya mbele inatumika kwenye kiunganishi cha p-n cha chip ya LED, elektroni na mashimo huingizwa kwenye eneo lenye shughuli. Uunganishaji wao hutoa nishati kwa njia ya fotoni. Urefu wa wimbi (rangi) wa mwanga unaotolewa huamuliwa na nishati ya pengo la bendi ya nyenzo za semikondukta zinazotumiwa katika eneo lenye shughuli. Kwa utoaji wa UVA (takriban 315-400nm), nyenzo kama Indium Gallium Nitride (InGaN) na muundo maalum, au Aluminium Gallium Nitride (AlGaN), hutumiwa. Kifurushi cha seramiki kinatumika kimsingi kama msaada wa mitambo, kizuizi cha umeme, na muhimu zaidi, njia bora ya joto ya kuondoa joto kutoka kwenye kiunganishi cha semikondukta, jambo muhimu sana kwa kudumisha utendakazi na umri wa huduma.

13. Mienendo ya Maendeleo

Uwanja wa LED za UV, hasa UVA na UVB, unaendelea kusonga mbele. Mienendo mikuu inayoweza kuonekana katika bidhaa kama mwongozo huu ni pamoja na:Kuongezeka kwa Nguvu na Ufanisi:Utafiti wa nyenzo unaoendelea unalenga kupunguza kupungua kwa ufanisi na kuboresha uchimbaji wa mwanga, na kusababisha mfumuko wa juu wa mionzi kutoka kwa ukubwa ule ule au mdogo wa kifurushi.Usimamizi Bora wa Joto:Matumizi ya misingi ya hali ya juu ya seramiki kama AlN, kama inavyoonekana hapa, inakuwa ya kawaida zaidi kwa vifaa vya nguvu ya juu ili kudhibiti mizigo ya joto inayoongezeka.Kuweka Viwango na Uainishaji:Kadiri soko linavyokomaa, misimbo ya kina zaidi na ya kawaida ya uainishaji (kama ilivyoonyeshwa) husaidia kuunganisha LED katika mifumo inayoweza kutabirika na kurudiwa.Upana wa Urefu wa Wimbi na Udhibiti:Utafiti unaendelea kusukuma kuelekea urefu mfupi zaidi, wenye ufanisi zaidi wa mawimbi (kwenye UVB na UVC zaidi) na kutoa udhibiti mkali zaidi juu ya urefu wa wimbi la kilele na upana wa wigo kwa matumizi maalum.Ujumuishaji wa Mfumo:Kuna mwelekeo wa kuelekea moduli zilizo tayari zaidi za matumizi ambazo zinajumuisha LED, kiendeshi, mwanga, na wakati mwingine vihisi, na kurahisisha muundo kwa watumiaji wa mwisho.