0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

如何解决使用UVC LED时的一些设计问题

PCB线路板打样 来源:LONG 2019-08-09 08:46 次阅读

随着UVC LED性能的提高,采用这种相对较新的技术正在生命科学和环境监测仪器中获得动力。与所有新兴技术一样,设计人员必须意识到与现有解决方案相关的一些根本差异,而不是假设“插入式”更换。这使设计人员能够实现UVC LED的全部优势。经过仔细考虑,UVC LED可以减少占地面积和功耗 - 提高最终用户的拥有成本。

仪器中的UVC LED

用于光谱学的UVC LED的兴趣正在增加,因为它们可以解决围绕小型化,降低成本和实时测量的市场趋势。与氘或氙闪光灯不同,LED发出的光谱很窄,设备的所有光输出都可用于测量。用户可以根据应用要求选择感兴趣的特定峰值波长。在特定应用中,已开发出标准化测量方法,其汞灯发射线为254nm。例如,根据EPA标准测量的水和空气质量要求LED与254nm峰值波长紧密匹配。表1说明了生命科学研究,药物生产和环境监测中的一些重要有机化合物,可用光谱学鉴定。

表1具有峰值吸收波长的常见有机化合物

如何解决使用UVC LED时的一些设计问题

光源选择的另一个主要标准仪器是峰值波长的光输出。由于LED具有单个峰值,因此与其他UV灯不同,光输出集中在特定波长。吸收光谱应用通常需要低水平的光输出 - 1 mW或更低。然而,在流动池与光源隔离的情况下,由于在信号到达电池之前显着的光衰减,因此需要更高的输出。这可以将LED所需的光输出提高到1 mW以上。在荧光光谱中,信号强度与光强度成正比。激发功率取决于需要检测的痕量浓度水平,因此在这些应用中,单个LED所需的光输出可能大于2 mW。图1显示了仪器中常见UV光源之间的辐照度比较。虽然LED的输入功率要小得多,但所需UVC波长的辐照度高于其他光源,使其成为特定测量的更有效光源。

如何解决使用UVC LED时的一些设计问题

图1此图表比较了UVC LED,氙气闪光灯和氘灯的辐照度。

选择波长和光输出后,另一个重要参数是视角,因为它会影响仪器光学系统。从广义上讲,有两种选择 - 窄角或广角。前者是用球形镜头实现的,后者具有平坦的窗口。窄视角允许在小区域内获得高强度的光。这种封装类型通常在将光直接聚焦到仪器中时使用。

平面窗口封装具有更宽的辐射方向图,与光纤对准具有更大的公差,可用于远程耦合。它特别适用于流通池必须与光源和电子设备隔离的应用,如监测高温化学过程或高挥发性溶剂色谱。在实际应用中,窄角球透镜可以将仪器中的元件保持在最小程度,而平面窗则可以提高设计的灵活性。

优化驱动电流,使设计人员能够平衡光输出和应用的使用寿命要求。将LED驱动至制造商额定电流以下将降低光输出,但也会增加光源的使用寿命。在需要高LED输出功率的应用中,一些最终用户选择以高于数据表规格的高电流运行LED。以这种方式增加驱动电流可以增加光输出,但也会带来一定的性能风险。

过热是一个常见问题,会对LED的光输出和寿命产生负面影响。由于LED的瞬间开关能力,人们可以周期性地快速打开和关闭LED。荧光中的应用通常需要更高的光输出,通常使用脉冲模式(占空比)操作来更安全地增加LED电流。占空比是指LED打开的一个时段内的百分比;其中句号是完成一个开关周期所需的总时间。例如,以50%占空比工作的LED将在正好一半的时间和一半的时间内打开。图2显示了各种驱动电流和占空比下的标准化光输出。

如何解决使用UVC LED时的一些设计问题

图2在这里,我们看到变化的占空比对归一化光输出的影响,而导通时间保持恒定在500μs。标准化功率是相对光输出功率,与最大额定工作电流100 mA的光输出相比,使用适当的散热器。

在高电流下操作LED会影响LED结温,从而影响LED结温影响寿命和光输出。优化占空比可以最大限度地降低驱动电流增加对结温的影响,从而保持LED性能。图3说明了影响占空比对维持LED结温的影响。通过以5%的占空比工作,可以实现三倍以上的光输出(如图2所示),对结温的影响最小。点击

如何解决使用UVC LED时的一些设计问题

图3此图显示了变化的占空比对结温的影响,同时导通时间保持恒定在500μs 。

过热会对LED的光输出和寿命产生负面影响。从长远来看,这种热量会降低LED的使用寿命。在使用UVC LED进行设计时,热管理非常重要,因为与长波长LED相比,转换为热量的能量比例更大。适当的热管理可将结温保持在给定应用所需的最低温度,并保持LED的性能。除了无源和有源冷却方法,选定的PCB还可以带来更好的散热。

如何解决使用UVC LED时的一些设计问题

图4该图显示了没有散热片的FR4和铝芯PCB的导热垫温度(a )与带有和不带散热片的铝芯PCB的热垫温度(b)相比。

FR4是最常用的PCB材料之一,因为它的成本相对较低,但是它还具有低导热性。在系统中的热负荷较高的系统中,具有更好导热性的金属芯PCB是更好的选择。随着散热需求的增加,设计人员通常会转向增加PCB面积并添加散热片以实现卓越的散热管理。如果需要进一步散热,设计人员可以采用更主动的冷却技术。搜索结果随着UVC LED性能的提高,设计人员正在利用光谱仪器和消毒反应器的设计灵活性。 LED在这些应用中的优势允许更紧凑,有效且通常更具成本效益的设计。随着这项技术的不断发展,聪明的设计师将发现更多方法来利用UVC LED的优势来应对这些市场的挑战。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • led
    led
    +关注

    关注

    237

    文章

    22350

    浏览量

    645539
  • PCB打样
    +关注

    关注

    17

    文章

    2965

    浏览量

    21350
  • 华强PCB
    +关注

    关注

    8

    文章

    1831

    浏览量

    27445
  • uvc
    uvc
    +关注

    关注

    1

    文章

    121

    浏览量

    14252
  • 华强pcb线路板打样

    关注

    5

    文章

    14629

    浏览量

    42547
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    当国际照明品牌增加传统UVC灯管产品线时, UVC LED该何去何从?

    200-280nm 的 C波段 (UVC)。 几个月来, 许多 UVC 对抗新冠病毒新闻出现后, 很多人开始了询问与了解, 一下子UVC有如神助, 各家LED厂商纷纷出来蹭热度, 推
    发表于 07-07 09:44 1011次阅读

    关于led设计的一些创新。。。

    包括外围电路及其led的控制方面的一些创新。有谁有好的想法吗?
    发表于 05-30 08:34

    CMOS传感器,有哪些支持UVC协议的!

    现在UVC(USB,VEDIO,CLASS)协议使用的比较频繁了,USB可以传输视频或者一些高质量的图形图像了,支持UVC协议的芯片和设备也越来越多了。目前就想找款CMOS传感器芯片
    发表于 10-27 11:21

    UVC-LED在水族箱中的应用

    ``UVC-LED广泛应用生活家电领域中,特别是在水处理领域上表现的比较抢眼。我们为了验证抑菌这个功能,做了套实验。准备物:2个水族箱,个有UVC-LED功能的过流模组,
    发表于 02-11 13:43

    请教UVC-LED封装问题

    UVC-LED封装工艺及生产所需要的设备
    发表于 07-09 09:16

    何解决Linux嵌入式开发中断按键实验碰到的一些问题?

    何解决Linux嵌入式开发中断按键实验碰到的一些问题?
    发表于 11-30 06:51

    使用OTA进行一些测试总是报错如何解决?

    我正在使用 OTA 进行一些测试,但是当我尝试上传新草图时,我得到了 我在 gentoo/linux 下使用 Arduino IDE 1.8.5。 这个错误的原因应该是什么,我该如何解决? 谢谢
    发表于 05-08 08:02

    UVC LED主要应用及使用简介

    UVC LED在光谱应用在不断增加,因为它们可以解决小型化、降低成本和实时测量方面的市场趋势,在一些水杀菌,空气杀菌,表面杀菌以及生物医疗中都有很高的使用率,UVC
    发表于 08-11 11:42 1.1w次阅读

    UVC LED因疫情延烧引起市场关注 多家厂商正积极开发UVC LED产品

    新冠肺炎疫情延烧,各类防疫产品热卖,可杀菌消毒的深紫外线UVC LED应用也随之受瞩目,台厂包括晶电、隆达、光宝科、亿光等,积极开发UVC LED产品,台塑集团携手日本厂商推出的除菌棒
    发表于 03-09 14:29 1399次阅读

    UVC LED固晶工艺 共晶VS锡膏怎么选?

    随着2019年底疫情的开始,人们对于杀菌消毒类的产品需求大增,给UVC-LED产业链的发展加了一把大火。随着LED封装技术的不断成熟与完善,UVC-LED封装环节在锡膏与共晶两大主流工艺的选择
    发表于 05-25 09:57 3323次阅读

    关于UVC LED杀菌技术的问题你了解多少

    这么受欢迎,它杀菌的原理是什么?UVC紫外杀菌是否对人体有所损害?关于UVC LED杀菌技术的问题你了解多少? 今天便由世界名列前茅的光电半导体制造商欧司朗,对这些问题进行针对性的解答。 Q1
    的头像 发表于 11-25 14:56 5111次阅读

    欧司朗发布首款UVC LED器件Oslon UV 3636

    昨日,欧司朗发布首款UVC LED器件Oslon UV 3636,正式切入UVC LED市场。
    发表于 12-16 11:10 883次阅读

    那些隐藏在UVC LED背后的封装技术秘密

    随着市场的火热,市面上各种UVC LED应用产品应运而生,其中不乏以次充好,往往同等级别UVC LED产品,实质使用效果却是千差万别。归根到底,是技术和工艺的差异。
    的头像 发表于 12-24 10:14 1149次阅读

    影响UVC LED的热管理和寿命的原因有哪些

    UVC LED技术仍处于起步阶段,最大的挑战是UVC LED的热管理。像任何电子组件一样,LED对热非常敏感。
    发表于 02-14 17:26 1559次阅读

    UVC LED正在逐渐得到消费者的认可

    器等家电产品。另外,在航空、运输、酒店、办公室及零售等场所,UVC LED也已得到广泛应用。 虽然UVC LED的应用越来越广泛,但也存在一些
    的头像 发表于 06-22 15:32 2900次阅读