渦巻いた1000-1750NM LED
調達エンジニアリングおよびシステム設計向けに説明されたデータシート パラメータ
結論: UVC LED 出力の低下は周囲温度のみに起因するものではありません. 支配変数はジャンクション温度です (ティ), 周囲条件によって設定されます, 駆動電流, 熱抵抗, ヒートシンク, とデューティサイクル. 光パワー, 順電圧, 熱抵抗, ディレーティングカーブ, テスト条件は 1 つの熱モデルとして読み取る必要があります.
このガイドは、データシートのパラメーターをエンジニアリング上の決定に変換します。: 意図した温度および実際のアセンブリでどれだけの UVC 放射出力が残るか, 一般的な数値を保証された数値と間違えることなく.
まずは3つの温度から
温度 | 意味 | なぜそれが重要なのか |
アンビエントタ | LED 周囲の空気または筐体の温度. | チップ温度ではありません. コンパクトな筐体に, Ta と Tj は遠く離れていても構いません. |
| ケースTc | 定義されたパッケージ測定点の温度. | データシートで点と関連する熱抵抗が定義されている場合にのみ、Tj 計算に使用します。. |
| ジャンクション Tj | 活性発光領域の温度. | 光出力の重要な変数です, 波長, 電圧, と信頼性, まだ直接測定されることはほとんどありません. |
温度が上がると何が変わるのか
定電流時, UVC LED の放射束は一般に、ジャンクション温度が上昇すると減少します。. 大きさは普遍的な定数ではない; それはダイのアーキテクチャに依存します, 波長, パッケージ, 駆動状態, そして生産のばらつき. 「1 度あたり X パーセントの損失」などの主張には、曲線が必要です, デバイス, 仕様や顧客との約束に属する前に、その背後にあるテスト条件を確認する.
ピーク波長は一般に温度とともに変化します, 順方向電圧 VF は一般に低下しますが、. VF が低いことは効率が高いことを示すものではありません. 定電圧駆動あり, 電流とTjを増加させることができます, 熱暴走のリスクを生み出す. より高い Tj とより大きな温度サイクルも、光劣化とパッケージ ストレスを加速する傾向があります。.
重要な 5 つのデータシート パラメータ
| パラメータ | 質問に答える | 読み方 |
| 放射束ΦeまたはPopt | UVC出力をどのくらい測定するか? | 電流を確認する, 温度, パルスまたはCWモード, そしてその数値が典型的なものか最小値なのか. |
| 相対出力曲線 | 別の温度でどれだけの出力が維持されるか? | X軸がTaであるか確認, Tc, またはTj. 一致する参照条件にのみ比率を適用します. |
| 順電圧 VF | どれくらいのドライバー電圧ヘッドルームが必要か? | 最大の VF を使用して電圧ヘッドルームを設計する. VFは温度と生産の広がりによって変化します. |
| 熱抵抗 RθJC または RθJA | 電力がジャンクション温度をどの程度上昇させるか? | RθJA はテストボードとエアフローに大きく依存します; 完成品にそのまま移植しないでください。. |
| 絶対最大定格 | 決して超えてはならない制限はどれですか? | 推奨される動作点ではありません. 現在, ティ, 力, はんだ付け条件はすべて尊重する必要があります. |
曲線を推定値に変える
有用な 1 次モデルは次のとおりです。 Tj ≈ Tc + Pd×RθJC. 周囲データのみが利用可能な場合, Tj ≈ Ta + Pd×RθJA. Pdは約IF×VFから光に変換される部分を差し引いた値となります。. これは見積もりです, 最終的な設計証明ではありません: 実装により熱抵抗が変化する, プリント基板, インターフェースマテリアル, 気流, および近くの熱源. 代表的なホットスポットで Tc を測定し、そのデバイスに定義された方法を使用して Tj を検証します.
次に、相対出力係数 k を読み取ります。(T) マッチングカーブからΦeを計算(T) ≈ Φe,ref×k(T). 基準磁束, 現在, 動作モード, と温度基準が一致する必要があります. データシートに関連する曲線が公開されていない場合, 擁護可能な結論は、出力を確実に推定することはできないということです; 温度特性評価をサプライヤーに要求するか、実際のシステムで測定する.
実用的な例 デバイスクレームではなくメソッドのみ
デバイスの典型的な放射束が次のとおりであると仮定します。 10 25°C での mW とその指定された駆動電流. 一致する相対出力曲線が k を与える場合(T)=0.78 (目標の熱条件で), 推定磁束は 10 × 0.78 = 7.8 mW. その結果はまだ線量が投与されていません: 光学, 距離, 角度, 反射, 汚染, エージング, とデューティサイクルはすべてターゲットでの放射照度を変更します.
よくある間違いとより良い質問
| 誤読 | より厳密な質問 |
| 「周囲温度60℃において」, LEDの温度は60℃です。」 | この流れで, ヒートシンク, と空気の流れ, Tc と推定 Tj とは何ですか? |
| "典型的な 10 mWは保証出力です。」 | 最小ビン値はいくらですか, 試験条件, と測定の不確かさ? |
| 「RθJA はパッケージの固有のプロパティです。」 | どのようなPCB, 銅エリア, 向き, 空気の流れによってこの RθJA 値が生成されました? |
| 「最大 Tj を下回るということは、生涯にわたって信頼できることを意味します。」 | なんてこと, ディレーティング, および温度サイクル制限が目標寿命をサポートします? |
設計と調達のチェックリスト
- 同じデバイスと駆動電流の温度対相対出力曲線をリクエストします, 温度の定義も含めて.
- 最大 VF を使用してパワーと Tj マージンを計算, 最高Ta, そして最悪の場合の冷却; ドライバー電圧を標準的な VF からサイジングしないでください.
- 代表的な最も高温の場所で Tc を測定し、電流を記録します, デューティサイクル, 気流, および熱インターフェース.
- LEDの放射束をターゲット面での線量とは別に検証; 線量には光学モデルと時間モデルも必要です.
- 生産の受け入れ基準を定義する: 最小出力, ビン, 試験温度, 再検査方法, そして経年劣化の状態.
公開可能な要点
熱管理は単に LED を制限値以下に保つことではありません. 光出力の測定可能な設計規律です, 用量の一貫性, そして生涯. UVCシステムの場合, 調整する価値のある数値は、独立した mW 数値ではありません. 規定の電流で測定した出力です, 温度, そして取り付け状態, 実際の最悪の場合に保持される出力を加えたもの.
参考資料と安全上の注意事項
これは一般的な工学的な説明です, 製品固有のデータシートの代替品ではありません, 信頼性レポート, またはシステムレベルの光学的検証. デバイスメーカーの最新のデータシートとアプリケーションノートを使用してください, 校正済みの UVC 測定値と併用. UVC 放射は目や皮膚を傷つける可能性があります; テストと展開には適切な保護が必要です, インターロック, 規制遵守と.
