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紫外线uv-c杀菌led灯与led驱动器

   

引言:

因应新冠肺炎疫情影响，短波紫外线 (uv-c) 杀菌设备的市场需求越来越高。 传统式uv-c杀菌设备所采用的低压汞灯设计有低效率及需要预热等缺点，因此新型led设计得到越来越多的青睐。更多制造厂商投入到研发uv-c led杀菌设备当中。此类设备不仅可用于酒店，医院及交通工具的消毒，还可用于银行自动取款机等会被频繁触碰的机器的杀菌。本文中会讨论uv-c杀菌led的原理，设计要求及适合的明纬电源推荐。
 

uv-c led:

与常规照明所使用的led发射的分散型波长光不同，uv-c led则通常发射100%强度时波长为275nm的短波紫外线以起到杀菌作用。图1a与图1b分别为uv-c led和照明led的强度与波长关系图。为了保证有效的杀菌，uv-c led设计着重于保证100%强度下波长为275nm
 

图1a: uv-c led波长与强度曲线


图1b: 照明led分散型波长与强度曲线


 

杀菌led灯:

uv-c led用于杀菌时需要注意两个方面: 距离与时间。如图3所示，单一一颗2.5瓦的uv-c led可以杀死直径为10厘米的平面内百分之九十九的细菌。由于辐射照度等于单位面积内的辐射通量，且距离越远时，辐射通量越低。如果一个光源距离平面6 厘米时可杀死99.9%的细菌，将相同光源放远到10厘米时，则只能在相同时间内杀死25%的细菌。为达到相同杀菌效果，就需要更长的光照时间。

 

图 2: uv-c led照度与距离曲线

图3:  uv-c led 照度与距离示意图

如图2的距离与时间的关系曲线所示，当光源距离45厘米杀死99.9%的细菌需要5分钟，但距离100厘米时则需要18分钟。所以时间与距离是uv-c led使用中的两个重要参量。uv-c led设备也常常具有可以设置每定时开关循环杀菌的功能。常见的开关频率为每15或30分钟。
 
如何选择适合于uv-c应用的led电源与距离，时间，还有开关控制功能密切相关。表1列举了光源距离45~60厘米和180~420厘米时uv-c杀菌灯对led电源输出功率的要求。例如在45~60厘米内，一个20w的led电源可以驱动18w的杀菌灯在5分钟内杀死99%的细菌。具有调光关断功能的led电源符合可程序设计循环杀菌设备的要求。 与照明的led灯具相同，恒定电流或恒定电压led 电源皆可用于驱动uv-c led。恒流电源多用于直接驱动led灯珠。恒压电源则多用于配合dc到dc的辅助led电源来驱动led杀菌设备
 
 
应用需求 led电源规格 明纬led机型
杀菌距离
(45~60厘米)		 恒压 12v&24v/20w idlv-25-12/24
idpv-25-12/24
恒流 20w idlc-25-350/500
idpc-25-350/500
xlg-25-ab
循环开关控制 调光可关断 调光可关断
杀菌距离
(180~420厘米)		 恒压 12v&24v/60w npf-60-12/24
pwm-60-12/24
xlg-75-12/24
恒流 60w xlg-75-l/h-ab
循环开关控制 调光可关断 调光可关断
表1: led电源与杀菌距离对照表
 

总结

uv-c杀菌led发射波长为275nm的短波紫外线。该种led可使用恒流电源或恒压电源驱动。具有调光关断功能的led电源可以满足循环杀菌控制的需求。如果需要缩短一定距离内的杀菌时间，则需要高瓦数的led电源。表1列举了适合45~60厘米和180~420厘米且具有调光可关断功能的明纬led电源。此外明纬xlg-100/150/200/240系列的高瓦数系列亦可应用于360度uv-c杀菌灯中。
 
参考:
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