UVC3535CZ0215 LED Veri Sayfası - 3.5x3.5x0.99mm - 5.0-8.0V - 0.7W - 270-285nm - Türkçe Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı

UVC3535CZ0215 serisi, zorlu ultraviyole uygulamaları için tasarlanmış, yüksek güvenilirliğe sahip, seramik tabanlı bir UVC LED çözümünü temsil eder. Bu ürün, dayanıklılık ve optik çıkış kararlılığının kritik olduğu ortamlarda tutarlı performans sunmak üzere tasarlanmıştır.

1.1 Temel Avantajlar

Bu LED serisinin birincil avantajları, malzeme yapısı ve elektriksel tasarımından kaynaklanmaktadır. Seramik paket, plastik alternatiflere kıyasla üstün termal yönetim sunarak, doğrudan daha uzun çalışma ömrüne ve kararlı ışınım akısı çıkışına katkıda bulunur. Entegre Zener diyodu, 2.000V'a (İnsan Vücut Modeli) kadar derecelendirilmiş elektrostatik deşarj (ESD) koruması sağlar ve bileşenin taşınma ve çevresel elektriksel geçici durumlara karşı sağlamlığını önemli ölçüde artırır. Ayrıca, ürün RoHS dahil olmak üzere önemli çevre ve güvenlik direktiflerine uyumludur, kurşunsuzdur ve AB REACH ve halojensiz standartlarına (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) uyar, bu da onu katı düzenleyici gereksinimlere sahip küresel pazarlar için uygun kılar.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu UVC LED serisinin baskın uygulaması UV sterilizasyon ve dezenfeksiyondur. 270-285nm dalga boyu aralığı, mikroorganizmaların DNA ve RNA'sına zarar vererek bakteriler, virüsler ve küfler gibi mikroorganizmaları etkisiz hale getirmede özellikle etkilidir. Spesifik kullanım alanları arasında su arıtma sistemleri, hava dezenfeksiyon üniteleri, sağlık ortamlarındaki yüzey sterilizasyon cihazları ve tüketici sınıfı dezenfeksiyon ürünleri bulunur. 150° geniş görüş açısı, karmaşık optik ikincil lenslere ihtiyaç duymadan geniş alan kaplaması gerektiren tasarımları kolaylaştırır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Elektriksel, optik ve termal parametrelerin kapsamlı bir şekilde anlaşılması, nihai bir ürüne başarılı entegrasyon için esastır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, kalıcı hasarın meydana gelebileceği stres sınırlarını tanımlar. Maksimum sürekli ileri akım (I_F) 150mA'dır. Mutlak maksimum eklem sıcaklığı (T_J) 90°C'dir. Cihaz -40°C ila +85°C arasındaki ortam sıcaklığı aralığında çalışabilir ve -40°C ila +100°C arasında depolanabilir. Eklemden lehim pedine termal direnç (R_th) 20°C/W olarak belirtilmiştir; bu, soğutucu tasarımı için önemli bir rakamdır.

2.2 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

Spesifik sipariş kodu UVC3535CZ0215-HUC7085008X80100-1T için minimum ışınım akısı 8mW, tipik 10mW ve maksimum 15mW'dir; tümü ileri akımda (I_F) 100mA'de ölçülür. Bu akımdaki ileri voltaj (V_F) 5.0V ila 8.0V arasındadır. Tepe dalga boyu emisyonu 270nm ile 285nm arasındadır. Tasarımcılar, sabit akım sürücüsü seçerken bu V_F aralığını hesaba katmalıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, bir üretim partisi içinde tutarlılığı sağlamak için sınıflara ayrılır. Üç temel parametre sınıflandırılır.

3.1 Işınım Akısı Sınıflandırması

Işınım akısı iki sınıfa ayrılır: Q1 (8-10mW) ve Q2 (10-15mW). Bu, tasarımcıların uygulamaları için gerekli optik güç çıkışına göre LED'leri seçmelerine olanak tanır; ölçüm toleransı ±%10'dur.

3.2 Tepe Dalga Boyu Sınıflandırması

Tepe dalga boyu, sterilizasyon etkinliği için kritiktir. Sınıflar şunlardır: U27A (270-275nm), U27B (275-280nm) ve U28 (280-285nm); ölçüm toleransı ±1nm'dir. Belirli patojen inaktivasyon spektrumlarını hedefleyen uygulamalar uygun sınıfı seçebilir.

3.3 İleri Voltaj Sınıflandırması

İleri voltaj, 5.0V'tan 8.0V'a kadar 0.5V'luk artışlarla sınıflandırılır (örneğin, 5.0-5.5V için 5055, 5.5-6.0V için 5560, vb.); 100mA'de ölçüm toleransı ±%2'dir. Bu sınıflandırma, verimli sürücü devreleri tasarlamaya ve seri veya paralel bağlı birden fazla LED üzerindeki termal yükü yönetmeye yardımcı olur.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, gerçek dünya performansını tahmin etmek için gerekli olan birkaç karakteristik eğri sağlar.

4.1 Spektrum ve Göreceli Akı vs. Akım

Spektrum eğrisi, 270-285nm UVC aralığında tipik bir tepe noktası gösterir ve diğer bantlarda minimum emisyon vardır. Göreceli Işınım Akısı vs. İleri Akım eğrisi, derecelendirilmiş 100mA'ye kadar neredeyse doğrusaldır; bu, çalışma aralığı içinde iyi bir akımdan-ışığa dönüşüm verimliliğini gösterir.

4.2 Termal ve Elektriksel İlişkiler

Tepe Dalga Boyu vs. Akım eğrisi, çalışma akımı aralığı boyunca minimum kayma (<5nm) gösterir; bu, kararlı renkliliği gösterir. İleri Akım vs. İleri Voltaj (I-V) eğrisi, diyodun karakteristik üstel ilişkisini gösterir; bu, sürücü tasarımı için çok önemlidir. Göreceli Işınım Akısı vs. Ortam Sıcaklığı eğrisi, sıcaklık arttıkça çıkışın azaldığını gösterir; bu, termal yönetimde telafi edilmesi gereken LED'ler için tipik bir davranıştır.

4.3 Derecelendirme Azaltma Eğrisi

Belki de güvenilirlik için en kritik olan Derecelendirme Azaltma Eğrisi, ortam sıcaklığına karşı izin verilen maksimum ileri akımı çizer. Ortam sıcaklığı arttıkça, eklem sıcaklığının 90°C'yi aşmasını önlemek için izin verilen maksimum akım azaltılmalıdır. Örneğin, 85°C ortam sıcaklığında, maksimum akım 150mA mutlak maksimumdan önemli ölçüde azaltılır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Fiziksel Boyutlar

Paket boyutları 3.5mm (U) x 3.5mm (G) x 0.99mm (Y)'dir; aksi belirtilmedikçe tolerans ±0.2mm'dir. Bu 3535 ayak izi, yaygın bir endüstri standardıdır ve PCB yerleşimini ve otomatik montajı kolaylaştırır.

5.2 Pad Konfigürasyonu ve Polarite

Cihazın üç pad'i vardır: Pad 1 Anot (+), Pad 2 Katot (-) ve Pad 3 özel bir Termal Pad'dir. Termal pad, LED ekleminden PCB'ye verimli ısı transferi için esastır ve belirtilen termal performansa (R_th20°C/W) ulaşmak için karttaki karşılık gelen bir bakır döküme düzgün bir şekilde lehimlenmelidir. Yanlış polarite bağlantısı LED'in yanmasını engeller ve dahili Zener koruma diyoduna zarar verebilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Süreci

UVC3535CZ0215, standart Yüzey Montaj Teknolojisi (SMT) süreçlerine uygundur. Veri sayfası, seramik paket ve dahili çip bağlantı malzemeleri üzerinde aşırı termal stresi önlemek için reflow lehimlemenin ikiden fazla yapılmaması gerektiğini vurgular. Isıtma sırasında, LED gövdesi üzerinde mekanik stresden kaçınılmalıdır. Lehimlemeden sonra PCB bükülmemelidir, çünkü bu seramik paketi çatlatabilir veya lehim bağlantılarını kırabilir.

6.2 Depolama Koşulları

Depolama nem seviyelerini açıkça detaylandırmasa da, ürün nem geçirmez bir paketleme sistemiyle (bkz. Paketleme bölümü) sevk edilir; bu, nem emilimine duyarlı olduğunu gösterir. Torba açılmışsa, seramik paketler için standart JEDEC nem hassasiyet seviyesi (MSL) işleme prosedürlerinin izlenmesi önerilir; bu genellikle belirli bir süre sınırını aşan maruziyetlerde reflow öncesi fırınlamayı içerir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Şerit ve Makara Paketleme

LED'ler, makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Standart paketleme miktarı makara başına 1.000 adettir. Taşıyıcı şerit boyutları, otomatik montaj ekipmanı besleyicileriyle uyumluluğu sağlamak için verilmiştir.

7.2 Nem Dirençli Sevkiyat

Makaralar, depolama ve taşıma sırasında nemi kontrol etmek için kurutucu ile birlikte alüminyum nem geçirmez bir torba içinde mühürlenir. Torba, ilgili ürün bilgileriyle etiketlenmiştir.

7.3 Ürün İsimlendirme Kod Çözümü

Tam sipariş koduUVC3535CZ0215-HUC7085008X80100-1Tşu şekilde yapılandırılmıştır:

• UVC3535CZ0215: Temel parça numarası; UVC, 3.5x3.5mm Seramik paket Zener ile, 2 çip, 150° açı anlamına gelir.
• H: Çip tipi (Yatay).
• UC: Renksel Geriverim İndeksi (UVC'ye özgü kod).
• 7085: Dalga boyu aralığı 270-285nm.
• 008: Minimum Işınım Akısı 8mW.
• X80: İleri Voltaj aralığı 5.0-8.0V.
• 100: İleri Akım 100mA.
• 1: Paketleme miktar kodu (1K adet).
• T: Şerit paketleme.

8. Uygulama Tasarım Hususları

8.1 Sürücü Devre Tasarımı

Kararlı çalışma ve uzun ömür için sabit akım sürücü zorunludur. Sürücü, LED başına 100mA'ye (veya seçilen çalışma noktasına) kadar sağlayabilmeli ve maksimum 8.0V ileri voltajına dayanabilmelidir. Birden fazla LED seri bağlandığında, sürücünün uyum voltajı, tüm LED'lerin maksimum V_F toplamını artı baş payını aşmalıdır. V_F sınıflandırma varyasyonları nedeniyle, bireysel akım dengeleme olmadan paralel bağlantı genellikle önerilmez.

8.2 Termal Yönetim

Etkili soğutma tartışılmazdır. Termal direnci (R_th) 20°C/W ve güç dağılımını (P_D= V_F* I_F) kullanarak, pedden ekleme sıcaklık artışı hesaplanabilir: ΔT = R_th* P_D. PCB, bir bakır düzlemine lehimlenmiş yeterince büyük ve iyi bağlantılı bir termal pad'e (Pad 3) sahip olmalıdır; muhtemelen iç veya alt katmanlara bağlanan termal viyalar kullanılmalıdır. Hedeflenen çalışma akımında ve maksimum ortam sıcaklığında eklem sıcaklığının 90°C'nin altında kalmasını sağlamak için derecelendirme azaltma eğrisine başvurulmalıdır.

8.3 Optik ve Güvenlik Hususları

UVC radyasyonu insan cildi ve gözleri için zararlıdır. Nihai ürün tasarımı, maruziyeti önlemek için kilitleme anahtarları, koruyucu kalkanlar ve uyarı etiketleri gibi güvenlik özelliklerini içermelidir. 150° görüş açısı geniş kapsama sağlar ancak ışığı hedef yüzeye verimli bir şekilde yönlendirmek için yansıtıcılar veya muhafazalar gerektirebilir. UVC'ye maruz kalan malzemeler, uzun süreli UV maruziyetinden bozulmaya dirençli olmalıdır (örneğin, bazı plastikler sararabilir veya kırılgan hale gelebilir).

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

UVC3535CZ0215, seramik paketi ve entegre Zener diyodu ile kendini farklılaştırır. Plastik paketli UVC LED'lere kıyasla, seramik gövde üstün termal iletkenlik sunarak aynı sürücü akımında potansiyel olarak daha düşük eklem sıcaklığına yol açar; bu da daha uzun ömre (L70/B50) ve daha kararlı çıkışa dönüşür. 2KV ESD koruması önemli bir güvenilirlik avantajıdır ve montaj ve taşıma sırasındaki arıza oranlarını azaltır. Dalga boyu, akı ve voltaj için açık sınıflandırma, tasarımcılara öngörülebilir performans parametreleri sağlar ve sistem toleranslarının sıkılaştırılmasını sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Bu LED'in tipik ömrü nedir?

Veri sayfası bir L70/B50 ömür grafiği sağlamasa da, UVC LED'lerin ömrü büyük ölçüde çalışma eklem sıcaklığından etkilenir. Etkili termal tasarım yoluyla eklem sıcaklığını 90°C maksimumun çok altında, ideal olarak 60-70°C'nin altında tutmak, binlerce saatlik çalışma ömrüne ulaşmanın temel faktörüdür.

10.2 Bu LED'i sabit voltaj kaynağı ile sürebilir miyim?

Hayır. LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Sabit bir voltaj kaynağı akımı düzenlemez; bu, LED'in ileri voltajının negatif sıcaklık katsayısı nedeniyle termal kaçak ve hızlı arızaya yol açar. Her zaman sabit akım sürücü veya akımı aktif olarak düzenleyen bir devre kullanın.

10.3 Sterilizasyon uygulamam için Işınım Akısı (mW) spesifikasyonunu nasıl yorumlamalıyım?

Işınım akısı (miliwatt cinsinden), UVC bandında yayılan toplam optik güçtür. Gerekli akı, hedef patojenin UV dozuna (mJ/cm² olarak ölçülür), hedefe olan mesafeye, maruz kalma süresine ve optik sistem verimliliğine bağlıdır. Hedefte gerekli ışınımı (μW/cm²) hesaplamalı ve sisteminizin optik verimliliği üzerinden geriye doğru çalışarak gerekli LED akısını belirlemelisiniz.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: El tipi yüzey dezenfektanı çubuğu tasarımı.Tasarım, kompakt bir form faktörü, pil ile çalışma ve geçiş başına 5-10 saniyede etkili dezenfeksiyon gerektirir. UVC3535CZ0215, küçük 3535 ayak izi ve 150° açısı nedeniyle seçilmiştir; bu, çubuğun baş alanını kaplamak için 3-5 LED'den oluşan basit bir diziye izin verir. Yükseltici sabit akım sürücülü bir lityum-iyon pil, LED başına 80mA sağlamak üzere tasarlanmıştır (el tipi bir cihazda termal marj için hafifçe azaltılmıştır). PCB, LED dizisinin altında büyük bir termal pad kullanır ve bu pad termal macun aracılığıyla cihazın alüminyum gövdesine bağlanır. Gövde soğutucu görevi görür. Bir ivmeölçer tabanlı güvenlik anahtarı, LED'lerin yalnızca çubuk bir yüzeye doğru bakarken aktifleşmesini sağlar ve kazara maruziyeti önler. Dalga boyu sınıfı U27B (275-280nm), yaygın patojenlere karşı etkinlik ve malzeme uyumluluğu dengesi nedeniyle seçilmiştir.

12. Çalışma Prensibi

UVC LED'ler, yarı iletken malzemelerde, özellikle alüminyum galyum nitrür (AlGaN) tabanlı yapılarda elektrolüminesans prensibiyle çalışır. İleri bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken çipin aktif bölgesinde yeniden birleşir ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakır. 270-285nm'lik spesifik dalga boyu, AlGaN katmanlarının alüminyum bileşimi aracılığıyla bant aralığı enerjisinin dikkatlice kontrol edilmesiyle elde edilir. Bu kısa dalga boylu, yüksek enerjili UV-C ışığı, mikroorganizmaların DNA ve RNA'sı tarafından emilir; bu, timin dimerlerine neden olur ve replikasyonu engelleyerek etkisiz hale getirme veya hücre ölümüne yol açar.

13. Teknoloji Trendleri

UVC LED pazarı, duvar prizi verimliliğini (elektriksel giriş gücü başına optik çıkış gücü) artırmaya odaklanmıştır; bu, tarihsel olarak görünür LED'lere kıyasla düşük olmuştur. Epitaksiyel büyüme, çip tasarımı ve paket çıkarma verimliliğindeki iyileştirmeler, etkinlik kazanımlarını yönlendirmektedir. Bir diğer trend, daha kısa dalga boylarında (örneğin, 220-230nm, Uzak-UVC olarak bilinir) LED'lerin geliştirilmesidir; bu, mikrop öldürücü özellikleri korurken insan maruziyeti için gelişmiş güvenlik sunabilir. Ek olarak, daha yüksek güçlü tek çip yayıcılar ve çoklu çip paketleri, ışınımı artırmak ve bir sistemde gereken bileşen sayısını azaltmak için ortaya çıkmaktadır. Devam eden maliyet düşürme çabaları, UVC LED çözümlerini daha fazla uygulama segmentinde geleneksel cıva buharlı lambalarla giderek daha rekabetçi hale getirmektedir.