目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势与目标市场
- 2. 技术参数深度解析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 3. 分档代码系统说明
- 3.1 正向电压分档
- 3.2 辐射通量分档
- 3.3 峰值波长分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 相对光谱分布
- 4.2 辐射模式
- 4.3 相对辐射通量 vs. 正向电流
- 4.4 正向电压 vs. 正向电流
- 4.5 温度依赖性曲线
- 4.6 正向电流降额曲线
- 5. 机械与封装信息
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 回流焊温度曲线
- 6.2 清洁与处理
- 7. 包装与订购信息
- 8. 应用建议与设计考量
- 8.1 典型应用场景
- 8.2 关键设计考量
- 9. 可靠性与寿命
- 10. 技术对比与差异化
- 11. 常见问题解答（基于技术参数）
- 12. 设计与使用案例研究
- 13. 工作原理简介
- 14. 技术趋势与发展
1. 产品概述
LTPL-G35UVC275GS是一款专为杀菌和医疗应用设计的高性能深紫外（UVC）发光二极管（LED）。该产品代表了固态照明技术的重大进步，为传统汞灯等紫外线光源提供了可靠且节能的替代方案。该器件工作于杀菌波长范围，通常约为275纳米，对灭活细菌和病毒等微生物极为有效。
该LED系列将LED技术固有的优势——如长工作寿命、瞬时开关能力和紧凑的外形尺寸——与有效消毒所需的光学输出相结合。它为开发杀菌设备、空气净化器、水处理系统和医疗器械的工程师提供了更大的设计自由度。通过取代旧的紫外线技术，它有助于构建运行成本更低、维护需求更少且因不含汞而环境效益更佳的系统。
1.1 核心优势与目标市场
这款UVC LED的主要优势包括其与集成电路驱动系统的兼容性、符合RoHS指令以及无铅结构。这些特性使其适合集成到具有严格法规和环境要求的现代电子产品中。其主要目标市场是医疗保健、消费电器和工业设备领域，这些领域对有效可靠的表面、空气或水消毒至关重要。应用范围涵盖便携式消毒器、暖通空调系统到专业的医疗器械清洁设备。
2. 技术参数深度解析
LTPL-G35UVC275GS的性能由在标准条件下（Ta=25°C）测量的一套全面的电气、光学和热学参数定义。理解这些参数对于正确的电路设计和热管理至关重要，以确保可靠性并达到预期的辐射输出。
2.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限，不适用于正常工作。最大功耗为0.7瓦，这是在不损坏LED的情况下可转化为热和光的总电功率。最大连续正向电流为100毫安。器件的工作温度范围为-40°C至+80°C，存储温度范围为-40°C至+100°C。最大允许结温为90°C。超过结温是导致LED失效和光衰加速的主要原因。
2.2 光电特性
这些是在指定测试条件下的典型性能参数。在60mA测试电流下，正向电压范围为最小值5.0V至最大值7.0V，典型值为5.5V。这种相对较高的电压是UVC LED因其宽带隙半导体材料而具有的特征。辐射通量（即UVC光谱中的总光功率输出）在60mA下通常为10.0毫瓦。在20mA的较低电流下，降至3.5 mW；在100mA的最大电流下，达到14.0 mW。峰值波长中心值为275nm，范围从265nm到280nm，使其完全处于最有效的杀菌范围（约260nm-280nm）内。视角为120度，提供宽广的照射范围。从结到焊点的热阻典型值为38 K/W，这表示热量从半导体芯片传递到电路板的有效程度。对于热管理而言，该值越低越好。
3. 分档代码系统说明
为了应对制造差异，LED会根据性能进行分档。这使得设计人员能够选择满足其应用特定需求的组件。LTPL-G35UVC275GS采用三维分档系统。
3.1 正向电压分档
LED分为四个电压档：V1（5.0V - 5.5V）、V2（5.5V - 6.0V）、V3（6.0V - 6.5V）和V4（6.5V - 7.0V），均在IF=60mA下测量。选择同一电压档的LED可确保多个器件并联驱动时电流分布一致。
3.2 辐射通量分档
光学输出分为四档：X1（7.0 - 8.0 mW）、X2（8.0 - 9.0 mW）、X3（9.0 - 10.0 mW）和X4（10.0 mW及以上），在IF=60mA下测量。这有助于预测消毒性能和剂量计算。
3.3 峰值波长分档
所有器件均属于单一波长档W1，范围从265nm到280nm。围绕275nm的严格控制确保了最佳的杀菌效果，因为紫外线破坏DNA/RNA的效力在此区域达到峰值。
4. 性能曲线分析
规格书提供了多个图表，说明了器件在不同条件下的行为。这些曲线对于动态建模和理解性能权衡至关重要。
4.1 相对光谱分布
该曲线显示了在紫外光谱范围内发射的光强度。它证实了以峰值波长为中心的窄发射带，在UVC范围外的发射极少，这对于安全性和有效性非常重要。
4.2 辐射模式
辐射特性图（通常是极坐标图）直观地展示了120度视角，显示了光强如何从中心（0度）向边缘（±60度）递减。这为获得均匀照射的光学设计提供了依据。
4.3 相对辐射通量 vs. 正向电流
该图表明辐射输出随驱动电流增加而增加，但并非线性关系。由于热量增加和效率下降，在较高电流下趋于饱和。这突显了以最佳电流驱动LED以平衡输出和寿命的重要性。
4.4 正向电压 vs. 正向电流
IV曲线显示了电压与电流之间的指数关系，这是二极管的典型特征。它用于在设计限流电路时确定工作点。
4.5 温度依赖性曲线
显示相对辐射通量和正向电压随结温变化的曲线至关重要。UVC LED的输出通常随温度升高而降低。正向电压随温度升高而降低。对于在非环境条件下运行或散热不足的设计，必须考虑这些关系。
4.6 正向电流降额曲线
这是可靠性方面最重要的图表之一。它显示了最大允许正向电流随环境温度变化的函数关系。随着温度升高，最大安全电流会降低，以防止结温超过其90°C的极限。此曲线是确定散热器要求的必备依据。
5. 机械与封装信息
该LED采用表面贴装器件封装，尺寸约为3.5mm x 3.5mm。外形图提供了焊盘设计的精确尺寸。封装包含清晰的极性标记（通常是阴极指示符），以防止组装时错误放置。提供了推荐的印刷电路板焊盘布局，以确保正确的焊接和热连接。焊盘设计对于将热量从LED的散热焊盘传递到作为主要散热器的PCB铜层至关重要。
6. 焊接与组装指南
正确的处理和焊接对于保持LED性能和可靠性至关重要。
6.1 回流焊温度曲线
推荐使用无铅回流焊温度曲线。关键参数包括预热阶段（150-200°C，持续60-120秒）、液相线以上时间（217°C以上，持续60-150秒）以及峰值温度260°C（推荐245°C）保持10-30秒。升温和冷却速率应分别控制在最大3°C/s和6°C/s，以最小化热冲击。不建议采用快速冷却过程。
6.2 清洁与处理
如果焊接后需要清洁，只能使用异丙醇等酒精类溶剂。未指定的化学清洁剂可能会损坏硅胶透镜或封装材料。LED对静电放电敏感，最大耐受电压为2000V（人体模型）。处理时应遵守标准的ESD预防措施。
7. 包装与订购信息
LED以编带和卷盘形式提供，适用于自动贴片组装。编带尺寸和卷盘规格（7英寸卷盘最多容纳500片）符合EIA-481-1-B标准。每个包装袋上均标有分档分类代码，可追溯批次的电气和光学特性。
8. 应用建议与设计考量
8.1 典型应用场景
主要应用于杀菌设备：手机或小物件的表面消毒器、使用点系统的水杀菌单元、暖通空调系统或便携式空气净化器中的空气净化模块，以及医疗或牙科工具的消毒舱。其小巧尺寸便于集成到紧凑和便携的产品中。
8.2 关键设计考量
驱动电路：必须使用恒流驱动器，而非恒压源，以确保稳定的光学输出并防止热失控。驱动器必须能够在设定电流下提供所需的电压（≥ VF最大值）。
热管理：这是UVC LED系统设计中最关键的方面。高热阻意味着热量在结处迅速积聚。必须使用金属基板或其他有效的热管理解决方案，以将结温保持在90°C以下，尤其是在接近或达到最大电流运行时。必须遵循降额曲线。
光学设计：120度的宽光束可能需要反射器或透镜将UVC光引导到目标表面以实现高效消毒。材料必须是UVC稳定的（例如某些等级的铝、聚四氟乙烯、石英），因为许多塑料在UVC照射下会降解。
安全性：UVC辐射对人体皮肤和眼睛有害。产品必须包含安全联锁装置、定时器和屏蔽，以防止用户暴露。需要适当的标签标识。
9. 可靠性与寿命
规格书包含全面的可靠性测试计划。进行了长达3000小时的测试，如室温工作寿命、高/低温工作寿命和温度循环测试。失效标准定义为正向电压偏移超过10%、辐射通量降至初始值的50%以下，或峰值波长偏移超过±2nm。这些测试验证了产品在各种环境应力下的稳健性，支持其在规格范围内使用具有长工作寿命的说法。
10. 技术对比与差异化
与传统汞基UVC灯相比，该LED具有显著优势：瞬时启动（无需预热）、不含危险汞、寿命更长、尺寸紧凑以及数字调光能力。与其他UVC LED相比，其特定的光功率、波长和封装尺寸组合，使其适用于需要平衡输出和外形尺寸的应用。详细的分档系统为大批量制造提供了可预测性。
11. 常见问题解答（基于技术参数）
问：我需要多大的驱动电压？
答：您的恒流驱动器的输出电压能力必须高于您所使用的LED分档的最大正向电压，通常为7.0V，并加上一些走线和连接损耗的余量。
问：如何计算消毒剂量？
答：剂量是辐照度与照射时间的乘积。您必须根据LED的辐射通量、光束角、距离和光学系统，测量或计算目标表面的辐照度。然后将其与灭活目标病原体所需的剂量进行比较。
问：我可以连续以100mA驱动它吗？
答：只有在您能保证结温保持在90°C以下时，才能以100mA驱动，这需要出色的热管理。请参考电流降额曲线；在较高的环境温度下，最大允许电流会显著降低。
问：为什么正向电压这么高？
答：UVC LED基于具有极宽带隙的氮化铝镓半导体，这本质上需要更高的电压来激发电子跨越带隙并产生短波长光子。
12. 设计与使用案例研究
案例：设计便携式水消毒瓶。设计师旨在创建一个能在60秒内为500毫升水消毒的瓶子。他们计划使用4颗LTPL-G35UVC275GS LED。总辐射通量约为36-40mW。水在一个薄腔室中循环流过LED。假设光学耦合效率为50%，且对常见细菌所需的UV剂量为40 mJ/cm²，他们计算所需的腔室表面积和流速。选择了一个设置为每颗LED 60mA、输出能力为9V的恒流驱动器。集成了一个小型铝制散热器与LED金属基板，以在一分钟的工作周期内管理热量，使结温远低于限制。安全功能包括盖子联锁开关和不透明外壳。
13. 工作原理简介
UVC LED是一种半导体p-n结二极管。当施加正向电压时，电子被注入结区并在有源区与空穴复合。在UVC LED中，半导体材料的能带隙非常大。当复合发生时，该能量以光子的形式释放。该光子的波长与带隙能量成反比。约4.5 eV的带隙对应于约275纳米的光子波长，处于UVC范围。这种高能光被微生物的DNA和RNA吸收，导致胸腺嘧啶二聚体，阻止复制，从而使病原体失活。
14. 技术趋势与发展
UVC LED领域正在快速发展。主要趋势包括：
提高电光转换效率：研究重点在于提高内量子效率和光提取效率，这直接增加了给定电输入下的辐射通量，降低了系统功耗和热负荷。
更长波长（>280nm）：虽然约275nm是杀菌作用的最佳波长，但发射波长稍长的LED可以在仍保持显著消毒能力的同时，提供更高的输出功率和效率，为设计人员提供了权衡选项。
改善寿命与可靠性：芯片设计、封装材料和热管理方面的进步正在稳步提高UVC LED的工作寿命，使其更适合连续运行的应用。
降低成本：随着制造量的增加和良率的提高，UVC光功率每毫瓦的成本正在下降，加速了LED技术在从专业到消费产品等更多细分市场的采用。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦电能发出的光通量，越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源发出的总光量，俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温（CCT） | K（开尔文），如2700K/6500K | 光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数（CRI / Ra） | 无单位，0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差（SDCM） | 麦克亚当椭圆步数，如"5-step" | 颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长（Dominant Wavelength） | nm（纳米），如620nm（红） | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布（Spectral Distribution） | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压（Forward Voltage） | Vf | LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流（Forward Current） | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流（Pulse Current） | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。 |
| 反向电压（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计，否则结温升高。 |
| 静电放电耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小时） | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装（Flip Chip） | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构，控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配，提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组，每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命（结合TM-21）。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质（如铅、汞）。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。 |