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UVC LED殺菌燈不能忽視的三個(gè)問題

UVC LED殺菌燈是目前比較火熱的紫外線消毒燈。

由于采用了UV LED冷光源,啟動(dòng)UVC LED殺菌燈不用像傳統(tǒng)低壓汞紫外消毒燈那樣需要預(yù)熱,且UVC LED殺菌燈不會(huì)產(chǎn)生臭氧不產(chǎn)生氣味。

另外,UVC LED還具有發(fā)光效率高,能耗低,單波長,壽命持久等特點(diǎn)是深紫外線殺菌的未來。

UVC LED雖然優(yōu)勢很大,但就目前來講還存在一些不確定性,如殺菌效率、散熱問題及成本問題。

UV210消毒燈_02.jpg

1.如何提升殺菌效率

紫外線殺菌波段的選取對殺菌效率有直接影響,254nm波長的紫外線對生物細(xì)胞中的DNA和RNA分子結(jié)構(gòu)的破壞力最強(qiáng)。

因此,理論上殺菌效果更好,但業(yè)界在UVC LED領(lǐng)域還存在技術(shù)難點(diǎn),254nm波段的UVC LED生產(chǎn)目前還難以突破,這是由于波段越短,難度越大,良率越低,成本也越高。 

不少芯片廠轉(zhuǎn)而選擇265nm波段的UVC LED通過提高功率來提高殺菌效率。甚至有些UVC LED殺菌燈廠商選擇270~280nm波段。單

顆芯片也從從最初的1mW到10mW,再到50mW、100mW,經(jīng)歷了從低功率到中功率,再到大功率的成長過程。

單顆UVC LED功率的提升除了依賴芯片發(fā)光效率外還需提芯片的尺寸來來實(shí)現(xiàn)。

但芯片尺寸越大就越易碎,功率越大的UVC LED芯片切割難度大、良率低,就越貴。因此,業(yè)界普遍采用多顆小功率芯片集成實(shí)現(xiàn)大功率。

提高透光率也是提升殺菌效率的重要手段,在確??煽啃缘那疤嵘?,UVC LED廠商盡可能采用透光率更高的封裝材料。

而到了殺菌模組設(shè)計(jì)階段,主要的考慮在于優(yōu)化模組內(nèi)部紫外光反射,以減少光功率損耗。


2.散熱問題

UVC LED的電光轉(zhuǎn)化效率非常低因此還有極大的提升空間,目前,業(yè)內(nèi)UVC LED的電光轉(zhuǎn)化效率普遍還在2%~5%左右。

拿WPE來衡量,Bolb做到了9.5%,Crystal IS在8%,這已經(jīng)是非常高的水平了。

電光轉(zhuǎn)化率導(dǎo)致大部分能量都以熱能的形式流失,這就導(dǎo)致UVC LED芯片發(fā)熱異常嚴(yán)重,直接影響了UVC LED產(chǎn)品的壽命和可靠性。

UV LED電光轉(zhuǎn)化效率低是行業(yè)技術(shù)瓶頸問現(xiàn)階段尚難以攻克。UVC LED的散熱問題就交給了下游的封裝和模組。

業(yè)內(nèi)UVC LDE封裝材料主要采用導(dǎo)熱系數(shù)出色的氮化鋁基板和陶瓷基板,隨著封裝技術(shù)的突破,目前,單顆UVC LED封裝器件的壽命和可靠性已經(jīng)不成問題。

但與此同時(shí),由于多芯片集成大功率UVC LED的出現(xiàn),又給發(fā)光組件的散熱帶來了新挑戰(zhàn):集成芯片越多,散熱性就越差,有的甚至要加裝小風(fēng)扇進(jìn)行物理降溫。


3.降低成本

從技術(shù)和功能上看,1顆100mW的UVC LED芯片價(jià)格降到100元已經(jīng)是當(dāng)前的極限,成本上增加太多,消費(fèi)者不愿意買單,終端殺菌燈廠商更不能接受。

如果采用便宜的低功率芯片,殺菌效果又不盡人意。

最能打動(dòng)終端紫外線殺菌燈廠商的是高功率UVC LED,但昂貴的價(jià)格又讓他們望而卻步。

低價(jià)高效始終是終端廠商共同的追求,這就倒逼著上游尤其是芯片端,不斷通過完善技術(shù)、提高良率、擴(kuò)大產(chǎn)能來壓縮成本。


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