UVC LED Teknik Veri Sayfası UVC3535CZ0315 - 3.5x3.5x0.99mm - 5.0-8.0V - 2.4W Serisi - 270-285nm - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

UVC3535CZ0315 serisi, zorlu ultraviyole (UVC) uygulamaları için özel olarak tasarlanmış, yüksek güvenilirliğe sahip, seramik tabanlı bir LED çözümünü temsil eder. Bu ürün, mikrop öldürücü etkinliğin en önemli olduğu ortamlarda tutarlı performans sunmak üzere tasarlanmıştır. Temel avantajı, geleneksel plastik paketlere kıyasla üstün ısıl yönetim sunan ve doğrudan daha uzun çalışma ömrüne ve kararlı çıkışa katkıda bulunan sağlam seramik paketinde yatar. Ana hedef pazar, güvenilir UVC yayılımının kritik olduğu profesyonel ve tüketici sınıfı dezenfeksiyon cihazları, su arıtma sistemleri ve hava sterilizasyon üniteleri üreticilerini içerir.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

LED, 300mA'lik bir ileri akımda (I_F) çalışır. İleri voltaj (V_F) 5.0V ile 8.0V arasında belirtilen bir aralığa sahiptir; bu, uygun akım regülasyonunu sağlamak için sürücü tasarımında kritik bir parametredir. Toplam optik güç çıkışının ölçüsü olan ışıma akısı, standart test koşullarında minimum 20mW, tipik 25mW ve maksimum 30mW olarak belirtilmiştir. Tepe dalga boyu, mikroorganizmaların DNA/RNA'sını bozmak için en etkili bant içinde yer alan 270nm ile 285nm aralığında merkezlenmiştir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler ve Isıl Özellikler

Mutlak Maksimum Değerlere uyulması, cihaz ömrü için esastır. İzin verilen maksimum DC ileri akım 300mA'dır. Cihaz, 2000V'a (İnsan Vücut Modeli) kadar Elektrostatik Deşarj'a (ESD) dayanabilir; bu, elleçleme ve montaj için önemli bir güvenilirlik özelliğidir. Maksimum bağlantı sıcaklığı (T_J) 90°C olarak derecelendirilmiştir. Bağlantı noktasından lehim noktasına ısıl direnç (R_th) 20°C/W'dir. Bu değer, soğutucu tasarımı için çok önemlidir; örneğin, tam 300mA sürücü akımında, güç dağılımı 2.4W'a (8.0V * 0.3A) kadar çıkabilir ve bağlantı sıcaklığını lehim noktası sıcaklığının 48°C üzerine çıkarabilir. Bu nedenle, T_J'yi güvenli sınırlar içinde tutmak için düşük bir lehim noktası sıcaklığını korumak hayati önem taşır.

Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ile +85°C arasındadır ve depolama sıcaklığı aralığı -40°C ile +100°C arasındadır; bu da çok çeşitli çevre koşullarına uygun olduğunu gösterir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, uygulamada tutarlılığı sağlamak için sınıflara ayrılmıştır. Bu sınıfları anlamak, tasarım ve tedarik için anahtardır.

3.1 Işıma Akısı Sınıflandırması

Işıma akısı iki kategoriye ayrılır: Q4 (20-25mW) ve Q5 (25-30mW). Tasarımcılar, uygulamaları için gerekli ışınım dozuna göre uygun sınıfı seçmelidir.

3.2 Tepe Dalga Boyu Sınıflandırması

Tepe dalga boyu sıkı bir şekilde kontrol edilir ve şu şekilde sınıflandırılır: U27A (270-275nm), U27B (275-280nm) ve U28 (280-285nm). Mikrop öldürücü etkinlik bu aralıkta hafifçe değişebilir, bu nedenle optimize edilmiş sistem performansı için sınıf seçimi önemli olabilir.

3.3 İleri Voltaj Sınıflandırması

İleri voltaj, 5.0V'tan 8.0V'a 0.5V'luk artışlarla sınıflandırılır (örneğin, 5.0-5.5V için 5055, 5.5-6.0V için 5560, vb.). Bu öncelikle sürücü verimliliği düşünceleri içindir ve diziler halinde kullanıldığında benzer elektriksel özelliklere sahip LED'leri gruplamak içindir.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 Spektrum ve Göreceli Işıma Akısı - Akım

Spektrum eğrisi, belirtilen dalga boyu (örneğin, 270-285nm) etrafında merkezlenmiş, minimal yan bant emisyonu olan dar bir emisyon tepe noktası gösterir; bu da onun bir UVC kaynağı olarak saflığını doğrular. Göreceli Işıma Akısı - İleri Akım eğrisi, derecelendirilmiş 300mA'ya kadar neredeyse doğrusaldır; bu da iyi verimlilik ve akımla öngörülebilir çıkış ölçeklendirmesini gösterir.

4.2 İleri Akım - İleri Voltaj & Tepe Dalga Boyu - Akım

I-V eğrisi, bir diyodun tipik üstel karakteristiğini sergiler. İleri voltaj akımla artar; bu, sabit akım sürücü tasarımında dikkate alınmalıdır. Tepe Dalga Boyu - Akım eğrisi, çalışma akımı aralığı boyunca minimal kayma (genellikle sadece birkaç nanometre) gösterir; bu da kararlı spektral performansı gösterir.

4.3 Isıl Derecelendirme ve Göreceli Işıma Akısı - Sıcaklık

Göreceli Işıma Akısı - Ortam Sıcaklığı eğrisi, LED çıkışının negatif sıcaklık katsayısını gösterir. Ortam (ve dolayısıyla bağlantı) sıcaklığı yükseldikçe ışıma akısı azalır. Derecelendirme Eğrisi, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum ileri akımı grafiksel olarak tanımlar. T_J(max)'yi aşmamak için, yüksek ortam sıcaklıklarında çalışırken sürücü akımı azaltılmalıdır. Örneğin, 85°C ortam sıcaklığında, izin verilen maksimum akım 300mA'dan önemli ölçüde daha düşüktür.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Boyutlar ve Pad Konfigürasyonu

Paket boyutları 3.5mm (U) x 3.5mm (G) x 0.99mm (Y) olup, tolerans ±0.2mm'dir. Pad konfigürasyonu net bir şekilde tanımlanmıştır: Pad 1 Anot (+), Pad 2 Katot (-) ve Pad 3 özel bir Isıl Pad'dir. Isıl pad, LED çipinden baskılı devre kartına (PCB) verimli ısı transferi için esastır. PCB düzeni, ısı dağılımını maksimize etmek için bir toprak katmanına veya soğutucuya bağlı karşılık gelen ısıl iletken bir pade sahip olmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Cihaz, Yüzey Montaj Teknolojisi (SMT) işlemlerine uygundur. Seramik paket ve iç bağlantılar üzerindeki ısıl gerilimi önlemek için reflow lehimleme ikiden fazla yapılmamalıdır. Reflow işlemi sırasında, LED gövdesi üzerinde mekanik stres önlenmelidir. Lehimlemeden sonra, PCB bükülmemelidir; bu, seramik paketin veya lehim bağlantılarının çatlamasına neden olabilir. Standart kurşunsuz reflow profilleri uygulanabilir, ancak sıvılaşma üzerindeki tepe sıcaklığı ve süre, seramik paketin özelliklerine göre kontrol edilmelidir (belirli bir profil sağlanmamışsa, seramik bileşenler için genel IPC/JEDEC kılavuzlarına bakınız).

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Emisyon Teyp ve Makara

LED'ler, makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Standart paketleme miktarı makara başına 1000 adettir. Makara ve bant boyutları, otomatik pick-and-place makinesi kurulumu için sağlanır.

7.2 Nem Hassasiyeti ve Etiketleme

Seramik paket nem hassas olabileceğinden, makaralar nemi korumak için kurutucu ile birlikte alüminyum nem geçirmez torbalarda mühürlenir. Makara üzerindeki ürün etiketi, Parça Numarası (P/N), miktar (QTY) ve Işıma Akısı (CAT), Dalga Boyu (HUE) ve İleri Voltaj (REF) için özel sınıf kodları dahil olmak üzere kritik bilgileri içerir.

7.3 Ürün İsimlendirme Kod Çözümü

Tam sipariş kodu, örneğin UVC3535CZ0315-HUC7085020X80300-1T, detaylı bir tanımlayıcıdır:UVC(UVC tipi),3535(3.5x3.5mm paket),C(Seramik malzeme),Z(ESD koruması için entegre Zener diyot),03(3 çip),15(150° görüş açısı),H(Yatay çip),UC(UVC rengi),7085(270-285nm dalga boyu),020(20mW min. ışıma akısı),X80(5.0-8.0V ileri voltaj),300(300mA ileri akım),1(1K adet paketleme),T(Teyp paketleme).

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Birincil uygulama UV sterilizasyon ve dezenfeksiyondur. Bu şunları içerir: sabit hava temizleyicileri, HVAC bobin işleme, kullanım noktası veya küçük ölçekli sistemler için su dezenfeksiyon üniteleri, tüketici elektroniği veya tıbbi ekipman için yüzey dezenfektanları ve mikrop öldürücü armatürler. 150° geniş görüş açısı, odaklanmış bir ışın yerine alan kapsama gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir.

8.2 Tasarım Hususları

Sürücü Tasarımı:Sabit akımlı bir sürücü zorunludur. Sürücü, 300mA'ya kadar teslim edebilmeli ve V_F aralığını 5.0-8.0V olarak karşılayabilmelidir. Aşırı akım veya voltaj dalgalanmaları LED'in ömrünü ciddi şekilde azaltacaktır.
Isıl Yönetim:Bu, tasarımın en kritik yönüdür. Kalın bir bakır katmanına (örneğin, 2oz) sahip bir PCB ve ısıl pad altında büyük bir toprak katmanına veya harici bir soğutucuya bağlı ısıl delikler kullanın. Lehim noktası sıcaklığını aktif olarak izleyin ve gerekirse derecelendirme eğrisini kullanarak sürücü akımını ayarlayın.
Optik Tasarım:UVC radyasyonu insan gözleri ve cildi için zararlıdır. Nihai ürün, herhangi bir doğrudan maruziyeti önlemek için uygun korumaya sahip olmalıdır. Muhafaza malzemesi UVC geçirgen olmalıdır (örneğin, erimiş kuvars, özel UVC sınıfı cam) çünkü standart cam ve birçok plastik UVC'yi bloke eder.
Güvenlik Uygunluğu:Bu LED'i kullanan ürünler, ilgili lazer ürünü ve radyasyon güvenliği standartlarına uymalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Geleneksel düşük güçlü UVC LED'lere veya cıva lambalarına kıyasla, UVC3535CZ0315 serisi katı hal, anında açılabilen ve cıvasız bir çözüm sunar. Seramik paket, plastik 3535 LED'lerden temel bir farklılaşma sağlayarak daha yüksek güç yoğunluğuna ve yüksek sıcaklıkta çalışma altında daha iyi uzun vadeli güvenilirliğe olanak tanır. 2KV'a kadar ESD koruması için entegre Zener diyot, rakip ürünlerde her zaman bulunmayan bir sağlamlık ekleyerek tedarik zinciri elleçlemesini ve montajını basitleştirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu LED'in tipik ömrü nedir?
C: LED ömrü tipik olarak, ışıma akısının başlangıç değerinin %70'ine (L70) düşene kadar geçen çalışma saatleri olarak tanımlanır. UVC LED'ler için bu, büyük ölçüde sürücü akımına ve bağlantı sıcaklığına bağlıdır. Önerilen koşullarda veya altında, mükemmel ısıl yönetimle çalışmak binlerce saatlik ömürler sağlayabilir.

S: Bu LED'i sabit voltajlı bir kaynakla sürebilir miyim?
A: Hayır. LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Sabit voltajlı bir kaynak, V_F'nin negatif sıcaklık katsayısı nedeniyle termal kaçak ve hızlı arızaya yol açacaktır. Her zaman sabit akımlı bir sürücü veya akımı aktif olarak düzenleyen bir devre kullanın.

S: Etiket üzerindeki sınıf kodlarını nasıl yorumlarım?
A: Etiket, o makaradaki LED'ler için özel sınıfları gösterir. Örneğin, CAT:Q5, HUE:U27B, REF:6570, LED'lerin 25-30mW (Q5) sınıfında bir ışıma akısına, 275-280nm (U27B) tepe dalga boyuna ve 6.5-7.0V (6570) ileri voltaja sahip olduğu anlamına gelir.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Kompakt bir su dezenfeksiyon modülü tasarlamayı düşünün. Hedef, bir akış odasında E. coli'de 3-log (%99.9) azalma sağlamaktır. Gerekli UVC dozu, su akış hızı, suyun UV geçirgenliği ve patojen duyarlılığına göre hesaplanır. Doza dayanarak, LED sayısı ve sürücü akımları belirlenir. Örneğin, Q5 sınıfından 4 LED (her biri min. 25mW) 250mA'de (güvenilirlik için hafif derecelendirilmiş) sürülerek gerekli ışınım sağlanabilir. Isıl yayıcı olarak ayrılmış dahili 2oz bakır katmanlı 4 katmanlı bir PCB kullanılır. LED'ler, suyun aktığı bir kuvars kılıf etrafına yerleştirilir. 1A teslim eden (paralel bağlı 4 LED için 250mA x 4, her biri denge için kendi akım sınırlama direncine sahip) sabit akımlı bir sürücü seçilir; giriş voltajı en yüksek V_F sınıfı artı sürücü ek yükünün toplamını karşılar. LED'lere yakın PCB üzerindeki bir sıcaklık sensörü, mikrodenetleyiciye geri bildirim sağlar; yüksek sıcaklık tespit edilirse sürücü akımını azaltabilir, böylece uzun vadeli güvenilirliği sağlar.

12. Prensip Tanıtımı

UVC ışığı, özellikle 260-280nm aralığında, mikroorganizmaların nükleik asitleri (DNA ve RNA) tarafından emilir. Bu emilim, DNA'da timin dimerlerinin oluşmasına neden olur; bu da mikroorganizmanın çoğalma ve hayati proteinleri sentezleme yeteneğini bozarak onu etkisiz hale getirir (öldürür). Bu LED, bu UVC radyasyonunu bir yarı iletken malzemede (tipik olarak alüminyum galyum nitrit - AlGaN) elektrolüminesans yoluyla üretir. İleri bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken çipin aktif bölgesinde yeniden birleşir ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakır. Belirli dalga boyu, yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir.

13. Gelişim Trendleri

UVC LED pazarı, cıvasız, kompakt ve anında dezenfeksiyon çözümlerine yönelik küresel talep tarafından yönlendirilmektedir. Ana trendler şunlardır:Artırılan Duvar Priz Verimliliği (WPE):Devam eden araştırmalar, elektriksel-optik güç dönüşüm kayıplarını azaltmayı, aynı optik çıkış için daha düşük güç tüketimi ve ısı üretimi ile sonuçlanmayı amaçlamaktadır.Daha Yüksek Çıkış Gücü:Çip tasarımı ve paketleme teknolojisindeki sürekli iyileştirmeler, daha yüksek ışıma akısına sahip tek çipli LED'leri mümkün kılarak sistem başına gereken LED sayısını azaltır.Daha Uzun Ömürler:Malzeme ve paketlemedeki ilerlemeler, özellikle yüksek sıcaklıkta çalışma altında cihaz güvenilirliğini ve ömrünü istikrarlı bir şekilde iyileştirmektedir.Azaltılmış Maliyet:Üretim hacimleri arttıkça ve süreçler olgunlaştıkça, UVC çıkışının miliwatt başına maliyeti düşmekte ve teknolojiyi daha fazla tüketici uygulaması için uygun hale getirmektedir.Geliştirilmiş Dalga Boyu Kararlılığı:Araştırmalar, sıcaklık ve ömür boyunca dalga boyu kaymasını en aza indirgemeye ve daha öngörülebilir mikrop öldürücü performans sağlamaya odaklanmaktadır.