ELUC3535NUB UVC LED Veri Sayfası - 3.5x3.5x1.3mm - 5.0-7.5V - 0.13W - 270-285nm - Türkçe Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakış

ELUC3535NUB serisi, ultraviyole C (UVC) uygulamaları için özel olarak geliştirilmiş, yüksek güvenilirliğe sahip, seramik tabanlı bir LED çözümünü temsil eder. Bu ürün, mikrop öldürücü etkinliğin en önemli olduğu zorlu ortamlarda tutarlı performans sunmak üzere tasarlanmıştır. Çekirdek yapısı, geleneksel plastik paketlere kıyasla üstün ısıl yönetim sağlayan bir seramik alt tabaka kullanır; bu, UVC uygulamalarında LED ömrünü ve çıkış kararlılığını korumak için kritik bir faktördür.

Bu bileşenin birincil hedef pazarı, dezenfeksiyon ve sterilizasyon sektörüdür. Bu, su arıtma sistemleri, hava temizleme cihazları, yüzey dezenfeksiyon ekipmanları ve tıbbi alet sterilizasyonu gibi uygulamaları içerir. Ürünün tasarımı, bu kullanımlar için gerekli faktörlere öncelik verir: mikrop öldürücü aralıkta optik güç, uzun ömür için sağlam yapı ve standart yüzey montaj teknolojisi (SMT) montaj süreçleriyle uyumluluk.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın maksimum DC ileri akım (I_F) değeri 100 mA olarak derecelendirilmiştir. Ancak, sipariş bilgilerinde belirtilen tipik çalışma koşulu 20 mA'dır. Bu düşürme, uzun vadeli güvenilirliği sağlamak ve yarı iletken bağlantının hızlanmış bozulmasını önlemek için çok önemlidir. Maksimum bağlantı sıcaklığı (T_J) 100°C'dir ve bağlantıdan ortama ısıl direnç (R_th) 65 °C/W'dir. Bu ısıl direnç değeri, soğutucu tasarımı için kilit bir parametredir; bağlantı sıcaklığının aşılması, felaket arızasına veya radyan akı çıkışında önemli ölçüde azalmaya yol açabilir.

Cihaz, çoğu üretim ortamında işleme için standart bir koruma seviyesi olan 2 kV'a (İnsan Vücudu Modeli) kadar ESD koruması sunar. Çalışma sıcaklığı aralığı -30°C ila +85°C'dir ve depolama sıcaklığı aralığı -40°C ila +100°C'dir; bu da çok çeşitli küresel iklimler ve depolama koşulları için uygunluğu garanti eder.

2.2 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

Birincil fotometrik çıkış, görünür olmayan bir UV yayıcı olduğu için, ışık akısı (lm) değil, radyan akı (mW) cinsinden ölçülür. Nominal 20 mA sürme akımındaki tipik radyan akı 2 mW'dir; listelenen sipariş kodu için garanti edilen minimum değer 1 mW, maksimum değer ise 2.5 mW'dir. Tepe dalga boyu, mikroorganizmaların DNA/RNA'sına zarar veren, mikrop öldürücü etki için en etkili bant içinde olan 270 nm ila 285 nm aralığındadır.

Elektriksel olarak, 20 mA'daki ileri voltaj (V_F) 5.0 V ila 7.5 V arasında değişir. Bu nispeten yüksek ileri voltaj, derin ultraviyole LED'lerin karakteristiğidir. Tipik görüş açısı, yoğunluğun tepe değerinin yarısı olduğu açı olarak tanımlanan 120°'dir (2θ_1/2).

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, uygulamaya özgü tutarlılığı sağlamak için detaylı bir sınıflandırma sistemine göre sınıflandırılır. Bu sistem üç ana parametreyi kapsar: Radyan Akı, Tepe Dalga Boyu ve İleri Voltaj.

3.1 Radyan Akı Sınıfları

Radyan akı üç kategoriye ayrılır: Q0A (1.0-1.5 mW), Q0B (1.5-2.0 mW) ve Q0C (2.0-2.5 mW). Bu, tasarımcıların sistemleri için gerekli optik güç çıkışına göre LED'leri seçmelerine olanak tanır; bu, genel minimum/maksimum özelliklerden daha sıkı toleranslarla sağlanır.

3.2 Tepe Dalga Boyu Sınıfları

Tepe dalga boyu, UVC etkinliği için kritik öneme sahiptir. Sınıflar şunlardır: U27A (270-275 nm), U27B (275-280 nm) ve U28 (280-285 nm). Farklı patojenlerin UVC spektrumu içinde değişen hassasiyet tepe noktaları vardır, bu nedenle bu sınıflandırma optimize edilmiş sistem tasarımına olanak tanır.

3.3 İleri Voltaj Sınıfları

İleri voltaj, 5.0V ila 7.5V arasında 0.5V'luk artışlarla sınıflandırılır (örneğin, 5.0-5.5V için 5055, 5.5-6.0V için 5560, vb.). Bir dizide tutarlı V_Fdeğeri, sürücü tasarımını basitleştirir ve birden fazla LED paralel bağlandığında tekdüze akım dağılımını sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 Spektrum

Spektral dağılım eğrisi, belirtilen dalga boyu (örneğin, ~275nm) etrafında merkezlenmiş dar bir emisyon tepe noktası gösterir ve UVC bandı dışında minimum emisyon vardır. Bu spektral saflık, enerjinin mikrop öldürücü aralıkta yoğunlaşmasını sağladığı için avantajlıdır.

4.2 Göreceli Radyan Akı - İleri Akım

Eğri, doğrusal altı bir ilişki gösterir. Çıkış akımla artarken, yüksek akımlarda artan bağlantı sıcaklığı ve diğer ideal olmayan etkiler nedeniyle verimlilik (mW/mA) azalır. Bu, ısıl yönetimin ve önerilen koşullar içinde çalışmanın önemini vurgular.

4.3 İleri Akım - İleri Voltaj

I-V eğrisi, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. 20mA'daki belirtilen V_Faralığı açıkça belirtilmiştir. Eğri, sabit akım sürücüsünü tasarlamak için gereklidir, çünkü voltajdaki küçük bir değişiklik akımda büyük bir değişikliğe yol açabilir.

4.4 Göreceli Radyan Akı - Ortam Sıcaklığı

Bu eğri, LED çıkışının negatif sıcaklık katsayısını gösterir. Ortam (ve dolayısıyla bağlantı) sıcaklığı yükseldikçe, radyan akı azalır. Bu ısıl düşüş, tüm çalışma sıcaklığı aralığı boyunca tutarlı dezenfeksiyon performansı sağlamak için sistem tasarımında dikkate alınmalıdır.

4.5 Düşürme Eğrisi

Düşürme eğrisi, güvenilir çalışma için en kritik grafiktir. Ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum ileri akımı tanımlar. Maksimum bağlantı sıcaklığını aşmayı önlemek için, ortam sıcaklığı arttıkça sürme akımı azaltılmalıdır. Örneğin, 85°C ortam sıcaklığında, izin verilen maksimum akım, 100mA'lık mutlak maksimum derecelendirmeden önemli ölçüde daha düşüktür.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Mekanik Boyutlar

Paketin kompakt ayak izi 3.5 mm x 3.5 mm ve yüksekliği 1.3 mm'dir. Boyut çizimi, anot (pad 2), katot (pad 1) ve merkezi ısıl pad'in (pad 3) konumunu belirtir. Isıl pad, etkili ısı emilimi için gereklidir; PCB üzerindeki ısıl iletkenliği yüksek bir pede düzgün şekilde lehimlenmelidir ve bu ped, iç toprak katmanlarına veya harici bir soğutucuya bağlanmalıdır.

5.2 Yayıcı Bant ve Makara Paketleme

LED'ler, kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde, 1000 adet içeren makaralara sarılmış olarak tedarik edilir. Bant boyutları ve makara özellikleri (örneğin, 180mm makara çapı), otomatik yerleştirme makineleriyle uyumluluğu sağlamak için verilmiştir. Bileşenler, seramik paketlerin yeniden akış lehimleme sırasında \"patlamasını\" önlemek için depolama sırasında nem emilimini engellemek amacıyla kurutucu içeren nem geçirmez bir alüminyum torba içinde daha da paketlenir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

ELUC3535NUB, standart SMT yeniden akış lehimleme süreçlerine uygundur. Temel öneriler şunları içerir: bileşenin ısıl sınırlarıyla uyumlu kurşunsuz bir yeniden akış profili kullanmak, ısıtma ve soğutma sırasında LED üzerinde mekanik stres oluşturmaktan kaçınmak ve yeniden akış döngü sayısını maksimum iki ile sınırlamak. Lehimlemeden sonra PCB bükülmemelidir, çünkü bu lehim bağlantıları ve seramik gövde üzerinde mekanik strese neden olabilir ve potansiyel olarak çatlama veya arızaya yol açabilir.

7. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Statik Hava Dezenfeksiyonu:HVAC sistemlerinde veya hava temizleyicilerde, UVC ışığının havanın geçtiği bir odayı ışınladığı yerlerde kullanılır.
• Yüzey Dezenfeksiyonu:Cep telefonları, aletler veya tezgahları dezenfekte etmek için cihazlara entegre edilir.
• Su Sterilizasyonu:LED'i içeren UVC geçirgen bir kuvars kılıfın yanından suyun aktığı, kullanım noktası su arıtıcılarında kullanılır.

7.2 Kritik Tasarım Hususları

• Isıl Yönetim:Bu en önemli faktördür. Isıl pad'in altında büyük bakır alanlara veya harici bir soğutucuya bağlı ısıl viyaları olan bir PCB kullanın. Bağlantı sıcaklığını izleyin.
• Sürme Akımı:Uzun ömür için önerilen 20mA veya altında çalıştırın. Sabit voltaj kaynağı değil, sabit akım sürücü kullanın.
• Optik Malzemeler:Çıkış penceresi kuvars camdır. İkincil optiklerin veya koruyucu kapakların UVC geçirgen malzemelerden (örneğin, erimiş silika, belirli özel plastikler) yapıldığından emin olun. Standart cam ve çoğu plastik UVC radyasyonunu emer.
• Güvenlik:UVC radyasyonu gözler ve cilt için zararlıdır. Muhafazalar, çalışma sırasında UV ışığının herhangi bir sızıntısını önlemelidir. Kullanım sırasında muhafazalar açılabiliyorsa, kilitleme anahtarları ekleyin.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

ELUC3535NUB'un birincil farklılaştırıcıları, seramik paketi (AIN - Alüminyum Nitrür) ve kuvars cam lensidir. Seramik paket, plastiğe (örneğin, PPA, PCT) göre önemli ölçüde daha iyi ısıl iletkenlik sunar; bu, aynı sürme akımında daha düşük çalışma bağlantı sıcaklıklarına yol açar ve bu da doğrudan daha uzun ömür ve daha kararlı çıkış anlamına gelir. Kuvars cam lens, uzun süreli UVC maruziyeti altında bozulabilen silikon veya epoksi lenslere kıyasla üstün UV geçirgenliği ve kararmaya (solarizasyon) karşı direnç sağlar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i daha yüksek çıkış için 100mA'de sürebilir miyim?

C: Hayır. 100mA derecelendirmesi bir Mutlak Maksimum Değerdir, bir çalışma koşulu değildir. Tipik 20mA sürme akımını aşmak, bağlantı sıcaklığını büyük ölçüde artıracak, hızlı çıkış bozulmasına ve potansiyel cihaz arızasına yol açacaktır. Her zaman düşürme eğrisini takip edin.

S: İleri voltaj neden bu kadar yüksek ve değişken (5.0-7.5V)?

C: UVC fotonları yaymak için gereken yüksek bant aralığı enerjisi, daha yüksek bir ileri voltajla sonuçlanır. Değişkenlik, yarı iletken üretim süreçlerinin doğasında vardır, bu nedenle sınıflandırma sistemi sağlanmıştır. Sürücü devrenizi, seçtiğiniz sınıfın tam voltaj aralığını karşılayacak şekilde tasarlayın.

S: 1mW'lık \"Minimum Radyan Akı\" değerini nasıl yorumlamalıyım?

C: Bu, belirli sipariş kodu için garanti edilen alt sınırdır. Tipik değer 2mW'dır ve çoğu cihaz buna yakın performans gösterecektir. Sınıflandırma sistemi (Q0A/B/C), bu genel aralık içinde daha sıkı, garanti edilmiş bir minimuma sahip parçalar satın almanıza olanak tanır.

10. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:Kompakt, USB güçlü bir yüzey dezenfektanı çubuğu tasarlamak.

Tasarım Adımları:

1. Güç Bütçesi:USB portu 5V, ~500mA maks. sağlar. LED V_F(5-7.5V) kaynaktan daha yüksektir. Bir yükseltici dönüştürücü sabit akım sürücüsü gereklidir.

2. Isıl Tasarım:Çubuk muhafazası küçüktür. Yüksek ısıl iletkenlikli metal çekirdekli PCB (MCPCB) seçin. LED'in ısıl pad'ini doğrudan MCPCB'ye lehimleyin. MCPCB'nin metal tabanı, birincil soğutucu ve çubuk gövdesinin bir parçası olarak işlev görür.

3. Optik Tasarım:120° ışın demetini hedef yüzeye yönlendirmek için sığ bir reflektör kullanın. Reflektör malzemesinin UVC kararlı olduğundan emin olun (örneğin, koruyucu kaplamalı alüminyum).

4. Güvenlik:Çubuk bir yüzeye bastırıldığında açılan ve UVC sızıntısını engelleyen bir kapak tasarlayın. Her aktivasyon için maruz kalma süresini sınırlamak üzere bir zamanlayıcı devresi ekleyin.

5. Bileşen Seçimi:Birden fazla LED kullanıyorsanız, sürücü tasarımını basitleştirmek için tek bir İleri Voltaj sınıfından (örneğin, 5055) LED'ler seçin. İstenen doz ve işlem süresine göre uygun Radyan Akı sınıfını seçin.

11. Çalışma Prensibi

UVC LED'ler, elektrolüminesans yoluyla ultraviyole spektrumunda (özellikle UVC için 200-280nm) foton yayan yarı iletken cihazlardır. P-n bağlantısına ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bunların yeniden birleşmesi, enerjiyi foton formunda serbest bırakır. Bu fotonların dalga boyu, aktif bölgede kullanılan yarı iletken malzemelerin bant aralığı enerjisi (tipik olarak alüminyum galyum nitrür - AlGaN) tarafından belirlenir. Daha dar bir bant aralığı daha uzun dalga boylarına (görünür/kızılötesi) yol açar, UVC emisyonu için gereken çok geniş bant aralığı ise AlGaN katmanlarında yüksek alüminyum içeriği ile elde edilir.

12. Teknoloji Trendleri

UVC LED pazarı, cıvasız, anında açılan, kompakt ve sağlam dezenfeksiyon çözümlerine olan talep tarafından yönlendirilmektedir. Temel trendler şunları içerir:

Artırılan Duvar Priz Verimliliği (WPE):Araştırmalar, daha fazla elektriksel girdiyi UVC optik çıkışına dönüştürmek, güç tüketimini ve ısı üretimini azaltmak için iç kuantum verimliliğini (IQE) ve ışık çıkarma verimliliğini (LEE) iyileştirmeye odaklanmaktadır.

Daha Yüksek Çıkış Gücü:Çoklu çip paketlerinin geliştirilmesi ve iyileştirilmiş epitaksiyel süreçler, cihaz başına radyan akıyı istikrarlı bir şekilde artırarak daha büyük hacimlerin işlenmesini veya maruz kalma süresinin azaltılmasını sağlamaktadır.

Daha Uzun Ömürler:Paketleme malzemelerindeki (burada kullanılan seramik ve kuvars gibi), çip bağlama tekniklerindeki ve yarı iletken güvenilirliğindeki iyileştirmeler, UVC LED'lerin çalışma ömrünü (L70/B50) uzatarak onları sürekli çalışma uygulamaları için daha uygun hale getirmektedir.

Maliyet Azaltma:Üretim hacimleri arttıkça ve süreçler olgunlaştıkça, UVC çıkışının miliwatt başına maliyeti düşmekte ve uygulanabilir uygulamaların yelpazesini niş pazarların ötesine genişletmektedir.