UVC LED LTPL-G35UV275PB Veri Sayfası - 3.5x3.5x1.05mm - Tipik Voltaj 6.0V - Tepe Dalga Boyu 275nm - Tipik Işıma Akısı 16mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTPL-G35UV ürün serisi, dezenfeksiyon ve sterilizasyon ile tıbbi uygulamalar için özel olarak tasarlanmış, devrim niteliğinde yüksek verimli bir ışık kaynağını temsil eder. Bu teknoloji, ışık yayan diyotların doğasında bulunan uzun ömür ve yüksek güvenilirliği, geleneksel UV ışık kaynaklarının yerini alacak yeterlilikteki performans özellikleriyle birleştirir. Önemli bir tasarım özgürlüğü sunarak, katı hal UVC çözümlerinin zorlu ortamlardaki uygulamaları için yeni fırsatlar yaratır.

Bu ürünün temel özellikleri arasında entegre devrelerle uyumluluk, RoHS çevre standardına uygunluk (kurşunsuz) ve cıva lambaları gibi geleneksel UV teknolojilerine kıyasla daha düşük işletme ve bakım maliyeti potansiyeli bulunmaktadır.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu UVC LED'in başlıca avantajı, katı hal yapısıdır; bu, anında açılıp kapanabilmesi, ısınma süresi gerektirmemesi ve cıva gibi zararlı maddeler içermemesi anlamına gelir. Hedef pazar, hassas, güvenilir ve güvenli ultraviyole ışınım gerektiren uygulamalara odaklanmaktadır. Bunlar arasında, tıbbi cihazların yüzey dezenfeksiyon sistemleri, hava ve su arıtma ekipmanları ile yaşam bilimleri ve sağlık hizmetleri alanındaki analitik cihazlar yer alır. Bu ürün, kompakt boyut, dijital kontrol edilebilirlik ve daha yüksek güvenlik gerektiren yeni nesil dezenfeksiyon çözümleri geliştiren mühendisler ve sistem entegratörleri için tasarlanmıştır.

2. Dış Görünüş ve Mekanik Boyutlar

Bu LED, kompakt bir yüzey montaj tasarımı kullanır. Aksi belirtilmedikçe, tüm kritik boyutlar milimetre cinsinden verilmiştir ve standart tolerans ±0.2mm'dir. Çip bağlantısından lehim noktasına ve baskılı devre kartına doğru hizalama, lehimleme ve ısı dağılımını sağlamak için fiziksel form faktörü, PCB yerleşimi ve termal yönetim tasarımı için kritik öneme sahiptir.

3. Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara neden olabilecek stres limitlerini tanımlar. Bu limitlerde veya üzerinde çalışmanın garantisi yoktur, güvenilir performans için bundan kaçınılmalıdır.

• Güç Tüketimi (P_O):1.05 W
• Doğru Akım İleri Akımı (I_F):150 mA
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (T_opr):-40°C ila +80°C
• Depolama Sıcaklık Aralığı (T_stg):-40°C ila +100°C
• Kavşak Sıcaklığı (T_j):115°C

Önemli Not:LED'lerin ters öngerilim altında uzun süre çalıştırılması, cihaz hasarına veya arızasına yol açabilir. Ters voltajın oluşabileceği uygulamalarda, uygun devre koruma önlemleri alınması (örneğin seri diyot veya TVS) önerilir.

4. Optoelektronik Özellikler

Bu parametreler, ortam sıcaklığının (T_a) 25°C olduğu durumda ölçülmüş olup, cihazın belirtilen test koşullarındaki tipik performansını tanımlar.

Ölçüm Açıklaması:
1. Radyant akı, bir entegre küre kullanılarak ölçülen toplam ışık gücü çıkışıdır.
2. İleri yönlü voltaj ölçüm toleransı ±0.1V'dir.
3. Tepe dalga boyu ölçüm toleransı ±3nm'dir.
4. Radyant akı ölçüm toleransı ±10%'dur.
5. Termal direnç değeri, 2.0cm x 2.0cm x 0.17cm alüminyum metal çekirdekli PCB (MCPCB) kullanılarak ölçülmüştür.

5. Sınıflandırma Kodu ve Sınıflandırma Sistemi

LED'ler tutarlılığı sağlamak için performanslarına göre sınıflandırılır. Sınıflandırma kodu her ambalaj torbasının üzerinde belirtilir.

5.1 İleri Yönlü Gerilim (V_F) Sınıflandırması

Her bir kademenin toleransı ±0.1V'dir.

5.2 Radyant Akı (Φ_e) Sınıflandırması

Her bir kademenin toleransı ±%10'dur.

5.3 Tepe Dalga Boyu (λ_P) Sınıflandırması

Her bir sınıf için tolerans ±3nm'dir.

6. Tipik Performans Eğrileri ve Analizi

Aşağıdaki eğriler, cihazın farklı elektriksel ve termal koşullar altındaki davranışını ortaya koymaktadır (aksi belirtilmedikçe, 25°C ortam sıcaklığında ölçülmüştür).

6.1 Göreceli Spektral Dağılım

Bu eğri, tepe dalga boyu (örneğin 275nm) merkezli emisyon spektrumunu göstermektedir. LED'lerin spektrumu genellikle dardır, bu da dezenfeksiyon uygulamalarında belirli fotokimyasal reaksiyonları hedeflemeyi sağlarken gereksiz veya zararlı dalga boylarının yayılmasını önler.

6.2 Işıma Deseni (Görüş Açısı)

Işınım karakteristik diyagramı, ışık şiddetinin açısal dağılımını gösterir. Tipik 120° görüş açısı (2θ_1/2), onun Lambert tipi veya geniş ışın desenli olduğunu belirtir; bu da yüzeylerin yakın mesafeden düzgün bir şekilde aydınlatılması için oldukça kullanışlıdır.

6.3 Bağıl Radyant Akı vs. İleri Akım

Bu grafik, sürücü akımı ile ışık çıkışı arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Radyant akı genellikle akım arttıkça artar, ancak yüksek akımlarda verim düşüşü ve bağlantı sıcaklığı artışı nedeniyle doğrusal altı bir büyüme sergiler. Bu eğri, çıkış ve ömür dengesi için en uygun çalışma noktasını belirlemek açısından kritik öneme sahiptir.

6.4 İleri Voltaj vs. İleri Akım

I-V eğrisi tipik bir diyot üstel ilişkisini göstermektedir. İleri yönlü gerilim, akım arttıkça artar. Kararlı çalışmayı sağlamak için uygun sabit akım sürücüsünü tasarlamak üzere bu eğrinin anlaşılması çok önemlidir.

6.5 Bağıl Işınım Akısı vs. Kavşak Sıcaklığı

Bu, termal yönetimin kilit eğrisidir. UVC LED'lerin verimliliği, jonksiyon sıcaklığı arttıkça düşer. Bu grafik, bu azalma oranını nicelendirerek, yüksek çıkışı ve uzun cihaz ömrünü sürdürmek için etkili ısı dağıtımının önemini vurgular.

6.6 İleri Yönlü Gerilim vs. Bağlantı Sıcaklığı

İleri yönlü gerilim genellikle negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir (sıcaklık arttıkça düşer). Bu özellik bazen dolaylı sıcaklık izleme için kullanılabilir.

6.7 İleri Yönlü Akım Azaltma Eğrisi

Bu eğri, maksimum izin verilen ileri akımın ortam sıcaklığı veya kasa sıcaklığı ile fonksiyonel ilişkisini tanımlar. Maksimum bağlantı sıcaklığını (115°C) aşmayı önlemek için, yüksek ortam sıcaklıklarında çalışırken sürücü akımının düşürülmesi gerekir. Güvenilir çalışmayı sağlamak için bu eğriye uyulması zorunludur.

7. Güvenilirlik Testleri ve Standartlar

Kapsamlı güvenilirlik test planı, LED'in uzun vadeli performansını ve sağlamlığını doğrulamaktadır.

7.1 Test Koşulları

Not: Çalışma ömrü testinde, LED'ler 90x70x4mm alüminyum soğutucu üzerine monte edilerek test edilmiştir.

7.2 Arıza Kriterleri

Testten sonra, cihaz aşağıdaki kriterlere göre değerlendirilir:
- İleri Yönlü Voltaj (V_F):I_F= 100mA'de ölçüldüğünde, değişim başlangıç değerinin +10%'unu aşmamalıdır.
- Radyant akı (Φ_e):I_F= 100mA'de ölçüldüğünde, çıkış başlangıç değerinin %50'sinin altına düşmemelidir.

8. Montaj ve Kullanım Kılavuzu

8.1 Önerilen Reflow Lehimleme Sıcaklık Profili

Kurşunsuz montaj için, LED paketine termal hasar vermemek amacıyla aşağıdaki sıcaklık profilinin kullanılması önerilir:

• Ortalama ısınma hızı (T_L'den T_P):Maksimum 3°C/saniye
• Ön ısıtma:150°C ila 200°C arasında, 60-120 saniye süreyle (t_S)
• Sıvı faz çizgisi üzerindeki süre (T_L=217°C):60-150 saniye (t_L)
• Tepe sıcaklığı (T_P):Maksimum 260°C (önerilen 245°C)
• Tepe sıcaklık ±5°C içinde kalma süresi (t_P):10-30 saniye
• Soğuma hızı:Maksimum 6°C/saniye
• Toplam süre (25°C'den tepe noktasına):Maksimum 8 dakika

8.2 PCB Lehim Pedi Yerleşimi Önerileri

İyi bir lehim noktası oluşturmak ve mekanik stabilite sağlamak için yüzey montaj lehim padlerinin önerilen paket boyutlarını sağlar. Bu lehim pad spesifikasyonunun toleransı ±0.1mm'dir.

8.3 Paketleme: Kılavuzlu Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, otomatik montaj için uygun olan kabartmalı taşıma bandı ve makara ambalajında sunulmaktadır.
- Makara boyutu: 7 inç.
- Makara başına maksimum adet: 500 adet (kalan kısım minimum 100 adetlik paketler halindedir).
- Ambalaj, EIA-481-1-B standardına uygundur.
- Boş yuvalar kapak bandı ile kapatılmıştır.
- En fazla iki eksik bileşen ardışık olarak izin verilir.

9. Önemli Uyarılar ve Uygulama Bilgileri

9.1 Temizlik

Kaynak işleminden sonra temizlik gerekiyorsa, yalnızca izopropil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanın. Belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler, LED paketleme malzemesine (örneğin lens veya paketleme reçinesi) zarar verebilir ve performansı veya güvenilirliği düşürebilir.

9.2 Tahrik Yöntemi ve Genel Hususlar

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Kararlı bir ışık çıkışı sağlamak ve termal kaçakları önlemek için sabit voltaj kaynağı yerine sabit akım kaynağı kullanılmalıdır. Sürücü devresi, ani akımı sınırlayan ve elektriksel geçici olaylara (ESD, ani gerilim) karşı koruma sağlayan özelliklerle tasarlanmalıdır.

Ek Lehimleme Hususları:
1. Elle lehimleme yapılabilir. İşlem sırasında havya ucu sıcaklığı maksimum 300°C olmalı, her bir lehim pedi için lehimleme süresi 2 saniyeyi geçmemeli ve her ped en fazla bir kez lehimlenmelidir.
2. Reflow lehimleme işlemi en fazla üç kez uygulanabilir.
3. Tüm sıcaklık spesifikasyonları, paketin üst yüzey sıcaklığını ifade eder.
4. Tepe sıcaklığından hızlı soğutma yapılması önerilmez.
5. Güvenilir bir lehim bağlantısı oluşturabilen mümkün olan en düşük lehimleme sıcaklığının kullanılması her zaman tavsiye edilir.
6. Dalga lehimleme, bu bileşen için önerilen veya garanti edilen bir montaj yöntemi değildir.

10. Teknik Derinlemesine İnceleme ve Tasarım Değerlendirmeleri

10.1 Isıl Yönetimin Gerekliliği

Bağlantı Noktasından Lehim Noktasına Isıl Direnç (R_{th j-s}Tipik değer 30 K/W'dır. UVC LED'ler için etkili ısı dağıtımı esastır. UVC'nin ürettiği yüksek foton enerjisi, yarıiletken ekleminde önemli miktarda ısı oluşturur. Uygun soğutma olmadan, eklem sıcaklığı yükselerek ışık çıkışında hızlanmış azalmaya, dalga boyu kaymasına ve nihayetinde felaketle sonuçlanan arızaya yol açar. Tasarımcılar, Tj'yi düşük tutmak için uygun bir MCPCB veya diğer termal yönetim stratejilerini kullanmalıdır._jMümkün olan en uzun ömür için, maksimum 115°C değerinin oldukça altında, ideal olarak 80°C veya daha düşük seviyelerde tutulmalıdır.

10.2 Dezenfeksiyon Etkinliği için Optik Tasarım

275nm'lik tepe dalga boyu, dezenfeksiyon için etkili aralıkta (yaklaşık 260nm-280nm) yer alır ve bu aralıkta DNA/RNA absorpsiyonu yüksektir. İlgili ölçüt, ışık akısı (lm) değil, ışıma akısıdır (mW). Sistem tasarımı, hedef yüzeyin gerekli UV dozunu (J/m² veya mJ/cm² cinsinden) almasını sağlamalıdır; bu doz, ışınım şiddetinin (W/m²) ve maruziyet süresinin çarpımıdır. 120°'lik geniş görüş açısı düzgün bir kaplamaya yardımcı olur ancak belirli bir mesafedeki tepe ışınım şiddetini düşürür. Odaklanma gerektiren uygulamalar için ikincil optik elemanlar gerekli olabilir.

10.3 Elektriksel Arayüz ve Sürücü Seçimi

100mA'de tipik ileri voltaj 6.0V'dur; bu LED, 150mA'ye kadar sabit bir sabit akım sağlayabilen ve uyum voltajı 7.0V'nin üzerinde olan bir sürücü gerektirir. V_F'nin negatif sıcaklık katsayısı göz önüne alındığında, basit bir dirençle akım sınırlama yetersiz ve tehlikelidir çünkü termal kaçakaya neden olabilir. Özel bir LED sürücü IC'si veya uygun şekilde tasarlanmış bir doğrusal/anahtarlamalı mod sabit akım devresi çok önemlidir. Sürücü ayrıca yumuşak başlatma ve aşırı voltaj koruması içermelidir.

10.4 Malzeme Uyumluluğu ve Güvenliği

275nm'lik UVC radyasyonu oldukça yüksek enerjiye sahiptir ve montajda kullanılan plastikler, yapıştırıcılar ve tel yalıtımları dahil birçok organik malzemeyi bozabilir. Işık yolundaki ve LED yakınındaki tüm malzemeler UVC ışınımına dayanıklı olmalıdır. Ayrıca, UVC insan derisi ve gözleri için zararlıdır. Kullanıcı güvenliğini sağlamak ve ilgili lazer ürünü veya ışık güvenliği standartlarına (örneğin IEC 62471) uymak için herhangi bir nihai ürün yeterli koruma, kilitleme sistemleri ve uyarı etiketleri içermelidir.

11. Geleneksel UV Teknolojileri ile Karşılaştırma

Düşük basınçlı cıva lambaları gibi geleneksel UV ışık kaynaklarına kıyasla, LTPL-G35UV275PB belirgin avantajlara sahiptir:
Avantajlar:
- Anında Açma/Kapama:Isınma veya soğuma süresi gerektirmez, darbe (pulse) işlemini destekler.
- Kompakt ve Sağlam:Katı hal yapısı, kırılgan cam tüp veya filaman içermez.
- Cıvasız:Çevre dostu, zararlı madde bertaraf sorunlarından kaçınır.
- Dalga boyu özgüllüğü:Dar spektrum, dezenfeksiyon etkisi için optimize edilmiş olup, gereksiz UV-A/UV-B ışını içermez.
- Dijital Kontrol:Kolayca karartılabilir ve akıllı kontrol sistemlerine rahatlıkla entegre edilebilir.
Dikkate Alınacak Faktörler:
- Birim mW başına başlangıç maliyeti yüksektir:Toplam sahip olma maliyeti daha düşük olabilmesine rağmen.
- Isı Yönetimi:Bazı geleneksel aydınlatma armatürlerine kıyasla daha aktif bir termal tasarım gerektirir.
- Optik Sistem:Daha küçük ışık yayan alan ve farklı radyasyon modu nedeniyle farklı bir optik tasarım gerekebilir.

12. Uygulama Senaryoları ve Kullanım Örnekleri

• Yüzey Dezenfeksiyonu:Tıbbi cihazların, akıllı telefon ekranlarının veya hastane ve halka açık alanlardaki yüksek temaslı yüzeylerin dezenfeksiyonu için kullanılan ekipmanlara entegre edilir.
• Su Arıtma:Uç veya çevrimiçi su arıtıcılar için, kimyasal kullanmadan bakteri ve virüsleri etkisiz hale getirir.
• Hava Dezenfeksiyonu:HVAC sistemlerine veya taşınabilir hava temizleyicilerine entegre edilerek dolaşımdaki havayı işler.
• Yaşam Bilimleri Ekipmanları:PCR çalışma istasyonları, biyogüvenlik kabinleri veya çapraz bağlama cihazları için UV ışınımı sağlar.
• Tüketici Ürünleri:Diş fırçası, biberon veya maske gibi kişisel eşyalar için kompakt dezenfektör (uygun güvenlik muhafazası ile donatılmış olmalıdır).

13. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu UVC LED'in öngörülen ömrü nedir?
Cevap: Ömür genellikle ışınım akısının %50'sine (L50) düştüğü çalışma saati olarak tanımlanır. Bu büyük ölçüde sürücü akımına ve jonksiyon sıcaklığına bağlıdır. Tipik 100mA akımda, iyi bir ısı yönetimi (düşük T_j) ile ömür 10.000 saati aşabilir, bu da birçok geleneksel UV ışık kaynağını önemli ölçüde geride bırakır.

Soru: Bu LED'i 5V güç kaynağı ile sürebilir miyim?
Cevap: Hayır. Tipik ileri voltaj 6.0V'dur, maksimum 7.0V'a ulaşabilir. 5V güç kaynağı LED'i yeterince aydınlatamaz. Yükseltici dönüştürücü veya daha yüksek çıkış uyum voltajına sahip bir sürücü kullanılması gerekir.

Soru: Sipariş verirken sınıflandırma kodları nasıl yorumlanır?
Cevap: Uygulamanızın voltaj tutarlılığı, çıkış gücü ve kesin dalga boyu gereksinimlerine göre, istenen V_Fsınıflandırmasını (V1-V4), Φ_eBinning (X1-X3) ve λ_PBinning (W1). Bu, aldığınız LED'lerin sıkı gruplandırılmış özelliklere sahip olmasını sağlar.

S: Işık çıkışı görünür mü?
C: Görünmez. 275nm'lik UVC radyasyonu, görünür spektrumun (400-700nm) dışındadır. Zayıf ikincil emisyon nedeniyle LED çok soluk mavi/mor ışık yayabilir, ancak ana dezenfeksiyon çıkışı görünmez.Bu görünmezlik, güvenlik kilitleme sistemini daha da kritik hale getirir.