UVC LED LTPL-G35UV275PR Datasheet - 3.5x3.5x1.2mm - 6.2V Typ - 37mW Radiant Flux - 275nm Peak Wavelength

1. Muhtasari wa Bidhaa

Mfululizo wa bidhaa LTPL-G35UV unawakilisha mafanikio makubwa katika vyanzo vya mwanga wa ultraviolet vinavyotumia hali ngumu. Bidhaa hii imetengenezwa mahsusi kwa matumizi ya kuua vijidudu na matibabu, ikitoa mbadala wa hali ya juu ikilinganishwa na teknolojia za kawaida za UV kama vile taa za zebaki. Kwa kutumia teknolojia ya Taa ya Kutoa Mwanga (LED), inachanganya ufanisi wa juu wa nishati na uaminifu na maisha marefu ya uendeshaji yanayojitokeza katika vifaa vya semiconductor. Hii inawapa wabunifu uhuru mkubwa wa kuunda suluhu za uvumbuzi za mifumo ya kuua vijidudu, usafishaji wa maji, na usafi wa uso.

Faida kuu iko katika uwezo wake wa kutoa mionzi ya UVC yenye ufanisi (katika safu ya 270-280nm) kwa gharama za chini za uendeshaji na matengenezo. Kifaa hiki kimeundwa kuendana na mifumo ya kuendesha ya mzunguko wa jumuishi (IC) na kuzingatia viwango vya mazingira, kikiwa kinatii RoHS na hakina risasi. Soko lake kuu lengwa linajumuisha wazalishaji wa vifaa vya matibabu, waunganishaji wa mifumo ya usafishaji wa maji na hewa, na watengenezaji wa vifaa vya kuua vijidudu vya watumiaji au viwanda.

1.1 Faida Kuu na Soko Lengwa

Mabadiliko kutoka kwa vyanzo vya jadi vya UV hadi UVC LED yanatoa faida kadhaa tofauti. Kwanza, uwezo wa kuwaka mara moja na ukosefu wa muda wa joto huimarisha usikivu wa mfumo. Pili, umbo dogo lenye ufanisi linaruhusu kuunganishwa katika vifaa vidogo na vinavyobebeka zaidi. Asili ya mwelekeo wa utoaji wa LED inaruhusu muundo bora wa macho, ukilenga nishati mahali inapohitajika zaidi. Zaidi ya hayo, ukosefu wa zebaki unashughulikia maswala ya mazingira na usalama yanayohusishwa na utupaji na kuvunjika.

Lengo kuu la matumizi ni mnururisho wa kuua vijidudu, ambapo mwanga wa UVC wa takriban 275nm una ufanisi mkubwa katika kuvuruga DNA na RNA ya vijiumbe vidogo, ikiwa ni pamoja na bakteria, virusi, na ukungu, na kuwafanya wasiweze kufanya kazi. Hii inafanya LED iwe inafaa kwa matumizi kama vile utakaso wa uso katika mazingira ya afya, matibabu ya maji katika mifumo ya matumizi mahususi, na usafishaji wa hewa katika vitengo vya HVAC.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Kifaa kimebainishwa kwa uendeshaji chini ya hali ngumu. Viwango vya juu kabisa vinabainisha mipaka ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu. Vigezo muhimu vinajumuisha utumiaji wa nguvu wa juu kabisa (P_O) wa 2.1W na mkondo wa mbele unaoendelea wa juu kabisa (I_F) wa 300mA. Anuwai ya halijoto ya uendeshaji (T_opr) imebainishwa kutoka -40°C hadi +80°C, ikionyesha ufanisi kwa mazingira magumu ya viwanda na yaliyodhibitiwa ya matibabu. Safu ya joto ya uhifadhi (T_stg) inaenea hadi -40°C hadi +100°C. Kigezo muhimu ni kiwango cha juu cha joto la makutano (T_j) ya 115°C. Kuzidi joto hili kutaongeza uharibifu na kupunguza sana maisha ya kifaa. Datasheet inaonya wazi dhidi ya kutumia LED chini ya hali ya bias ya nyuma kwa muda mrefu, kwani hii inaweza kusababisha kushindwa mara moja.

2.2 Sifa za Umeme-Mwanga

Sifa hizi hupimwa chini ya hali ya kawaida ya majaribio ya joto la mazingira la 25°C (T_a) na hutoa utendaji unaotarajiwa chini ya uendeshaji wa kawaida.

• Forward Voltage (V_F): At a drive current of 250mA, the typical forward voltage is 6.2V, with a maximum of 7.0V and a minimum of 5.0V. The measurement tolerance is ±0.1V. This parameter is crucial for designing the LED driver circuit, as it determines the required supply voltage and power dissipation.
• Radiant Flux (Φ_e): This is the total optical power output in the UVC spectrum. At 250mA, the typical radiant flux is 37.0mW (min 29.0mW). When driven at the maximum rated current of 300mA, the typical output increases to 43.0mW. The measurement tolerance is ±10%. Radiant flux is the key metric for determining the germicidal efficacy of the LED in a given application.
• Peak Wavelength (λ_P): LED hutoa mwanga wa UVC wenye urefu wa wimbi la kilele kati ya 270nm na 280nm, unaozingatia karibu 275nm. Urefu huu wa wimbi uko ndani ya safu bora ya ufanisi wa kuua vijidudu. Toleransi ya kipimo ni ±3nm.
• Thermal Resistance (R_{th j-s}): Upinzani wa kawaida wa joto kutoka kwenye makutano ya semikondukta hadi kwenye sehemu ya kuuza ni 12.3 K/W. Thamani hii, iliyopimwa kwenye bodi maalum ya alumini ya MCPCB, ni muhimu kwa usimamizi wa joto. Upinzani mdogo wa joto huruhusu joto kuondolewa kwa ufanisi zaidi kutoka kwenye makutano, na kusaidia kudumisha T ya chini._j na kuhakikisha uaminifu wa muda mrefu.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2): Pembe ya kawaida ya kutazama ni digrii 120. Muundo huu mpana wa utoaji wa mwanga ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji usambazaji wa eneo pana, lakini yanaweza kuhitaji vifaa vya kutafakari au lenzi kwa matumizi yanayolenga mahususi.
• Utoaji wa Umeme wa Tuli (ESD): Kifaa hiki kinakidhi kiwango cha chini cha voltage ya kustahimili ESD ya 2000V kulingana na kiwango cha JESD22-A114-B (Human Body Model). Utaratibu sahihi wa usimamizi wa ESD lazima ufuatiwe wakati wa usanikishaji na usakinishaji.

3. Mfumo wa Maelezo ya Nambari ya Bin

Ili kuhakikisha utendaji thabiti, LED zimepangwa katika mabini kulingana na vigezo muhimu vilivyopimwa wakati wa uzalishaji. Bin code imewekwa alama kwenye ufungashaji.

3.1 Forward Voltage (V_F) Binning

LEDs zimegawanywa katika vikundi vinne vya voltage (V1 hadi V4) zinapotumika kwa mkondo wa 250mA:

• V1: 5.0V – 5.5V
• V2: 5.5V – 6.0V
• V3: 6.0V – 6.5V
• V4: 6.5V – 7.0V

Tolerance within each bin is ±0.1V. This binning allows designers to select LEDs with tighter voltage matching for applications driven in series, ensuring more uniform current distribution.

3.2 Radiant Flux (Φ_e) Binning

Output power is sorted into four flux bins (X1 to X4) at 250mA:

• X1: 29.0mW – 34.0mW
• X2: 34.0mW – 39.0mW
• X3: 39.0mW – 44.0mW
• X4: 44.0mW and above

Toleleo ni ±10%. Kuchagua flux bin ya juu hutoa pato la mwanga kubwa zaidi, ambalo linaweza kusababisha nyakati fupi za uondoa vimelea au kuruhusu matumizi ya LED chache katika safu.

3.3 Peak Wavelength (λ_P) Binning

Kwa bidhaa hii, vifaa vyote viko ndani ya wavelength bin moja, W1, inayofunika 270nm hadi 280nm kwa toleo la ±3nm. Hii inahakikisha utendaji thabiti wa kuua vimelea katika vitengo vyote, kwani viwango vya uharibifu wa vimelea vinategemea sana urefu wa wimbi.

4. Performance Curve Analysis

Michoro iliyotolewa inatoa ufahamu wa tabia ya LED chini ya hali mbalimbali.

4.1 Usambazaji wa Wigo wa Jamaa

Mkunjo huu unaonyesha ukali wa mwanga unaotolewa katika wigo mzima wa mionzi ya ultraviolet. Unathibitisha ukanda nyembamba wa utoaji uliokusudiwa kwenye 275nm, ambao ni bora kwa kuongeza ufanisi wa kuua vijidudu huku ukipunguza utoaji kwenye urefu wa mawimbi ambao haufai au unaweza kuwa hatari.

4.2 Relative Radiant Flux vs. Forward Current

Grafu hii inaonyesha uhusiano wa chini ya mstari kati ya mkondo wa kuendesha na pato la mwanga. Ingawa kuongeza mkondo kunavutia pato, ufanisi (mtiririko wa mnururisho kwa kila kitengo cha nguvu ya umeme) kwa kawaida hupungua kwenye mikondo ya juu kutokana na athira za joto zilizoongezeka na kushuka. Hii inasisitiza umuhimu wa kuboresha mkondo wa kuendesha kwa usawa unaotakikana wa pato, ufanisi, na maisha ya huduma.

4.3 Forward Voltage vs. Forward Current & Junction Temperature

Voltage ya mbele ina mgawo hasi wa joto, ikimaanisha inapungua kadiri joto la kiungo linavyopanda. Tabia hii lazima izingatiwe katika muundo wa viendeshi vya mkondo wa mara kwa mara, kwani V ya chini_F kwa joto la juu inaweza kupunguza kidogo mtawanyiko wa nguvu ya umeme.

4.4 Relative Radiant Flux vs. Junction Temperature

This is one of the most critical curves. UVC LED output is highly sensitive to junction temperature. The graph shows a significant decrease in radiant flux as T_j increases. Effective thermal management to keep the junction as cool as possible is paramount to maintaining high output and achieving the rated lifetime.

4.5 Forward Current Derating Curve

This curve defines the maximum allowable forward current as a function of the ambient temperature. As ambient temperature rises, the maximum permissible current must be reduced to prevent the junction temperature from exceeding its 115°C limit. This graph is essential for designing systems that operate reliably across their specified temperature range.

5. Mechanical and Package Information

5.1 Mipango ya Umbo

Kifurushi cha LED kina ukubwa mdogo wa takriban 3.5mm x 3.5mm, na urefu wa takriban 1.2mm. Vipimo vyote vina uvumilivu wa ±0.2mm isipokuwa ikibainishwa vinginevyo. Mchoro wa kiufundi unabainisha eneo halisi la chip ya LED, pedi za kuuza, na muundo wowote wa lenzi ya macho.

5.2 Pedi ya Kuambatanisha ya PCB Iliyopendekezwa

Muundo wa kina wa muundo wa ardhi unatolewa kwa pad za kushikilia kwenye uso. Kufuata muundo huu ulipendekezwa ni muhimu kwa kupata viungo vya kuuza salama, uhamisho sahihi wa joto kwenye PCB, na usawazishaji sahihi. Uvumilivu wa vipimo vya pad ni ±0.1mm. Muundo kwa kawaida hujumuisha vianya vya joto chini ya pad ya joto ili kuhamisha joto kwenye ndege ya ardhi ya PCB au safu maalum ya kupoza joto.

6. Mwongozo wa Kuuza na Kukusanywa

6.1 Reflow Soldering Profile

Profili ya kina ya reflow isiyo na risasi imebainishwa ili kuzuia uharibifu wakati wa mchakato wa usanikishaji wa Surface Mount Technology (SMT). Vigezo muhimu ni pamoja na:

• Joto la awali: 150-200°C kwa sekunde 60-120.
• Muda juu ya kiwango cha kioevu (217°C): sekunde 60-150.
• Joto la kilele: Inapendekezwa 245°C, kiwango cha juu zaidi 260°C.
• Muda ndani ya 5°C ya kilele: sekunde 10-30.
• Kiwango cha juu cha kupanda: 3°C kwa sekunde.
• Kiwango cha juu cha kushuka: 6°C kwa sekunde.

Joto hurejelea sehemu ya juu ya kifurushi. Mchakato wa kupoa haraka haupendekezwi. LED inaweza kustahimili mizunguko mitatu ya juu ya kuyeyusha.

6.2 Kutia chuma kwa mkono na Kusafisha

Ikiwa kutia chuma kwa mkono kunahitajika, joto la ncha ya chuma lisizidi 300°C, na muda wa mgusano uwe angalau sekunde 2 kwa kila pedi, ufanyike mara moja tu. Kwa kusafisha, tumia vimumunyisho vya kielektroniki kama vile isopropyl alcohol pekee. Visafishaji vya kemikali visivyobainishwa vinaweza kuharibu lenzi ya silikoni au nyenzo za kifurushi.

7. Ufungaji na Taarifa za Kuagiza

7.1 Vipimo vya Tape na Reel

LED zinapatikana kwenye mkanda wa kubeba uliochongwa na reeli kwa ajili ya usanikishaji wa kuchukua-na-kuweka kiotomatiki. Vipimo vya mkanda (ukubwa wa mfuko, umbali) na vipimo vya reeli (kipenyo cha kitovu, kipenyo cha flange) vinakubaliana na viwango vya EIA-481-1-B. Reeli ya inchi 7 inaweza kubeba kiwango cha juu cha vipande 500. Idadi ndogo zaidi ya ufungaji kwa mabaki ya kundi ni vipande 100. Mkanda umefungwa kwa mkanda wa kifuniko ili kulinda vipengele.

8. Mapendekezo ya Utumizi na Mazingatio ya Ubunifu

8.1 Usimamizi wa Joto

Hii ndiyo sababu moja muhimu zaidi ya muundo. Uthibitisho wa juu wa pato kwa joto la makutano unahitaji mkakati bora wa kupokanzwa. Tumia Bodi ya Mzunguko wa Msingi wa Chuma (MCPCB) au Bodi ya Kawaida ya FR4 iliyo na mwako mkubwa wa shaba na vianzo vya joto vilivyounganishwa na kifaa cha nje cha kupokanzwa. Lengo ni kupunguza upinzani wa joto kutoka kwa makutano ya LED hadi mazingira ya karibu (R_{th j-a}). Daima rejea mkunjo wa kupunguza mkondo wa mbele unapounda muundo kwa joto la juu la mazingira.

8.2 Electrical Drive

Udhibiti wa mkondo wa mara kwa mara ni lazima kwa uendeshaji thabiti. Udhibiti unapaswa kuchaguliwa ili kutoa mkondo unaohitajika (mfano, 250mA au 300mA) huku ukikidhi anuwai ya voltage ya mbele ya bin iliyochaguliwa. Fikiria kutekeleza udhibiti wa upana wa msukumo (PWM) kwa kupunguza mwanga au uendeshaji wa mzunguko wa wajibu, ambao unaweza kusaidia kudhibiti mzigo wa joto. Hakikisha udhibiti umelindwa dhidi ya upeo wa kinyume na mabadiliko ya ghafla ya voltage.

8.3 Optical and Material Considerations

Mionzi ya UVC yenye urefu wa wimbi wa 275nm ina nguvu nyingi sana na inaweza kuharibu vifaa vya kawaida vingi, ikiwa ni pamoja na baadhi ya plastiki, epoxi, na gundi. Hakikisha vifaa vyote vilivyo kwenye njia ya mwanga na karibu na LED (lensi, vikunjamwanga, vifungio, insulation ya waya) vimekadiriwa kwa mfiduo wa muda mrefu wa UVC. Kwa kawaida kioo cha quartz hutumiwa kwa madirisha ya kinga. Epuka mfiduo wa moja kwa moja wa ngozi na macho kwa mionzi ya UVC.

9. Kuegemea na Maisha ya Huduma

Karatasi ya data inaelezea mpana wa kukamilifu wa majaribio ya kuegemea, ikiwa ni pamoja na Maisha ya Uendeshaji Joto la Kawaida (RTOL), Maisha ya Hifadhi Joto ya Juu/Chini (HTSL/LTSL), majaribio ya unyevu na joto, na mshtuko wa joto. Majaribio haya hufananisha miaka ya uendeshaji chini ya hali mbalimbali za mkazo. Vigezo vya kushindwa vinafafanuliwa kama mabadiliko ya voltage ya mbele yanayozidi 10% au kushuka kwa mwangaza wa mionzi chini ya 50% ya thamani ya awali. Ubora wa muundo wa joto na uendeshaji wa umeme ndani ya mipaka maalum ni muhimu kufikia maisha yanayotarajiwa ya huduma katika uwanja.

10. Technical Comparison and Differentiation

Compared to traditional low-pressure mercury lamps (which emit at 254nm), this UVC LED offers several advantages: instant on/off, compact size, directional emission, robustness (no fragile glass, no mercury), and the potential for wavelength tuning. Compared to other UVC LEDs, the key differentiators of this specific part are its combination of 275nm wavelength, 37mW typical output at 250mA, and the 3.5x3.5mm package format. The wide 120-degree viewing angle may be an advantage or disadvantage depending on the optical design requirements of the application.

11. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Q: Kuna tofauti gani kati ya mtiririko wa mnururisho (mW) na ufanisi wa kuua vijidudu?
A: Mtiririko wa mnururisho ni jumla ya nguvu ya macho ya UVC. Ufanisi wa kuua vijidudu unategemea nguvu hii, wigo wa utoaji (urefu wa wimbi la kilele), umbali wa lengo, muda wa mfiduo, na uwezekano wa kijidudu maalum. Urefu wa wimbi wa 275nm ni mzuri sana dhidi ya aina mbalimbali za vimelea.

Je, naweza kuendesha LED hii kwa kutumia chanzo cha voltage kilichowekwa?
La. LEDs ni vifaa vinavyotumia mkondo wa umeme. Chanzo cha voltage kilichowekwa hakitaweza kudhibiti mkondo, na hii itasababisha joto kupanda kwa kasi na kuharibika kwa haraka. Daima tumia kiredio cha mkondo uliowekwa.

Je, ninawezaje kuhesua heatsink inayohitajika?
A: Unahitaji kubainisha jumla ya upinzani wa mwendo wa joto. Anza na upinzani wa kiungo-hadaya (R_{th j-s} = 12.3 K/W). Ongeza upinzani wa joto wa nyenzo yako ya kiolesura cha joto, PCB, na heatsink ya nje. Kwa kutumia fomula T_j = T_a + (P_diss * R_{th j-a}), ensure T_j remains below 115°C at your maximum ambient temperature and drive power (P_diss ≈ Mimi_F * V_F).

K: Kwa nini pato linahisi sana joto?
A> This is a fundamental characteristic of semiconductor light sources, particularly in the ultraviolet range. Increased temperature increases non-radiative recombination within the semiconductor material, reducing the internal quantum efficiency and thus the light output.

12. Uundaji wa Vitendo na Kesi ya Matumizi

Kesi: Kuunda Wand ya Kuezekea Uso ya Kubebeka.
Mhandalishi anataka kuunda ubao mkononi wa kuua vijidudu kwenye nyuso kama vile jukwaa, kibodi, na simu. Anachagua LED ya LTPL-G35UV275PR kwa ukubwa wake mdogo na utoaji wa 275nm. Anapanga kutumia safu ya LED 4 ili kuongeza eneo linalofikiwa. Kila LED itaendeshwa kwa 250mA (V ya kawaida_F=6.2V, P_diss=1.55W). Jumla ya nguvu ya mfumo ni ~6.2W. Kipenyo cha alumini nyepesi chenye mbavu kimeunganishwa kwenye mwili wa ubao ili kupunguza joto la ~6W. Kiredeshaji cha mkondo thabiti kinachotumia betri ya lithiamu inayoweza kuchajiwa kimeundwa. Kizuizi cha usalama kinahakikisha LED zinawaka tu wakati ubao unashikiliwa kwa umbali sahihi kutoka kwenye uso. Muundo wa mwanga hutumia mwale wa asili wa digrii 120 kuunda doa pana la kuua vijidudu. Mhandalishi anachagua LED kutoka kwenye kikapu cha X2 flux (34-39mW) kwa utendaji thabiti na hutumia PWM kudhibiti muda wa mfiduo (mfano, mizunguko ya sekunde 10).

13. Utangulizi wa Kanuni

UVC LEDs zinategemea vifaa vya semiconductor, kwa kawaida alumini galiam nitrati (AlGaN). Wakati voltage ya mbele inatumika, elektroni na mashimo hujumlishwa tena katika eneo lenye shughuli la semiconductor, huku ikitoa nishati kwa njia ya fotoni. Urefu wa mawimbi ya fotoni hizi umedhamiriwa na nishati ya pengo la bendi ya vifaa vya semiconductor. Kwa kudhibiti kwa makini maudhui ya alumini katika tabaka za AlGaN, pengo la bendi linaweza kubuniwa ili kutoa mwanga katika safu ya UVC (200-280nm). Utoaji wa 275nm unapatikana kupitia michakato sahihi ya ukuaji wa epitaxial. Fotoni za UVC zilizozalishwa zina nguvu nyingi na zinaweza kuvunja vifungo vya molekuli, hasa katika DNA/RNA ya vijidudu, na hivyo kuzuia usambazaji wao.

14. Mienendo ya Maendeleo

Uwanja wa UVC LEDs unabadilika kwa kasi. Mienendo mikuu ni pamoja na:

• Uboreshaji wa Ufanisi wa Ukuta-Kuziba (WPE): Utafiti unaoendelea unalenga kuboresha ufanisi wa ubadilishaji wa nguvu ya umeme-kwa-mwanga, ambao moja kwa moja hupunguza uzalishaji wa joto na mahitaji ya nguvu ya mfumo.
• Nguvu ya Pato ya Juu: Uendelezaji wa LED zenye mwanga mkubwa kutoka kwa kichocheo kimoja au kifurushi kidogo, kuwezesha mifumo ya usafi yenye nguvu na kompakt zaidi.
• Maisha Marefu Zaidi (L70/B50): Uboreshaji wa nyenzo, ufunga, na usimamizi wa joto unaongeza maisha ya uendeshaji, na kufanya LED ziwe na ushindani mkubwa kuliko taa za jadi kwa matumizi ya mzunguko mzito.
• Kupunguza Gharama: Kadri viwango vya utengenezaji vinavyoongezeka na michakato inavyokomaa, gharama kwa kila milliwatt ya pato la UVC inapungua kwa kasi, na kupanua anuwai ya matumizi yanayowezekana.
• Uboreshaji wa Wavelength: Utafiti unaendelea kuhusu wavelength bora kwa vimelea maalum na matumizi, inayoweza kusababisha LEDs zilizobinafsishwa kwa afya, usafi wa maji, na hewa.

Uhamisho kwenye vyanzo vya mwanga wa UVC zenye hali ngumu ni mwelekeo wazi wa muda mrefu unaoendeshwa na faida zao za asili katika umbo, usalama, na udhibiti.