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英国公司研发UVC LED应用遭遇热管理挑战对策 破福彩走势图难题

导读: 近年来,LED制造商开发出越来越有效的UVC LED。虽然不如UVA LED(用于固化油墨和油漆)那么有效,但它们可用于低功率应用。

英国Cambridge Nanotherm公司的John Cafferkey认为,以前有句话说“产生的热量要比光更多”,现在这句话也总结了UVC LED这个日益增长的市场面临的“热量挑战”。目前,UVC LED主要用于为医疗仪器、水和其他日常消费品消毒。

UVC福彩投注起源于20世纪初,那时水银灯首次进行批量生产。

紫外线发射灯在1910年用于饮用水消毒。但是,那家原型厂因被证明是不太可靠的,因此遭到关闭。

在20世纪50年代,新的UVC水处理系统被试用,到20世纪80年代中期,欧洲共有约1500家工厂。

除水处理外,UVC用于一系列应用中,包括清洁医疗设备和医院室,为空调系统消毒以防止病原体扩散等。

虽然水银蒸气灯在这些大型应用中非常有效,但是灯泡很脆弱,以及使用危险汞意味着它们不适合更便携的及环境友好型的应用。

近年来,LED制造商开发出越来越有效的UVC LED。虽然不如UVA LED(用于固化油墨和油漆)那么有效,但它们可用于低功率应用。

因此,福彩走势图分析师认为接下来几年UVC LED将会迅速发展。这种繁荣的基础是UVC LED为便携式、消费友好型的UVC应用中创造了市场。例如,消费者将会购买便携式消毒“魔杖”,它们可以用来消毒日常用品,如智能手机、平板电脑或键盘。

消费品制造商能够将LED UVC福彩投注嵌入到产品中进行自我消毒。例如,牙刷用完后放回到架子上,可以进行自动消毒;可以按下按钮,婴儿奶瓶就可以进行自动灭菌;当使用时,水龙头可以对水进行灭菌。这些可能性是无止境的。

拯救生命的潜力

但是,UVC的一些更深入的应用才是令人关注的。便携式灭菌瓶可以改善发展福利彩票开奖家向其公民提供清洁饮水的方式,需要饮用时,就可以对水进行消毒。这在一些地区尤其有价值,比如没有集中式水消毒基础设施的地区,或者可以迅速提供安全用水的灾区。

除了新的应用之外,甚至医院(UVC已在医院使用多年)都可以受益。在全球范围内,每年超过70万患者住院时受到感染,75000人死亡。UVC福彩投注可以嵌入医疗器械中,如听诊器和解剖刀,可以在几秒钟内消毒。

UVC LED有潜力将UVC的消毒能力带入大众市场,可能对公共卫生产生重大影响。

热挑战

该福彩投注还处于起步阶段,其中一个挑战是UVC LED的热管理。像任何电子元件一样,LED对热敏感。

UVC LED具有特别低的外量子效率(EQE)- 它们只将大约5%的功率输入转换成光。剩余95%的功率被转换成热量,热量必须要快速去除,以保持LED芯片低于其最大工作温度。假如没有及时将LED芯片冷却,将最终缩短其使用寿命,甚至不能使用。

随着UVC LED越来越强大,制造商需要考虑新的方法来应对这一挑战。现在,问题仍然是如何处理UV LED的高热需求,同时确保组件保持成本效益、耐用、能耐紫外线光源本身的磨损。

由于UV LED太小,大量的热量无法从其表面扩散,所以有效让热量排放的唯一途径是通过LED背面。热量必须从LED芯片导出,通过模块PCB,到达散热片,然后释放到大气中。

热量也是PCB的问题

安装LED的PCB必须具有高导热性,对于可见光LED通常是金属基印刷电路板(MCPCB)。但是,这些不适用于UVC应用。MCPCB由一块金属(通常为铝或铜)制成,上面的铜电路层附有一层电介质层,由导电但电绝缘的环氧树脂组成。

基于环氧电介质的MCPCB可用于可见光应用,但UV(尤其是UVC)会降解有机物质,如环氧树脂,进而显著降低了UV应用中MCPCB的寿命。唯一可行的替代方案是使用电子级陶瓷。

其中,氮化铝(AIN)具有优异的导热性(140W/mK-170W/ mK),但很昂贵。氧化铝(Al2O3)是更具成本效益的替代品,但没有提供UV LED所需的热导率(20W/mK-30W/mK)。同时,这两者都很脆弱,并且容易损坏,这意味着它们不容易用螺丝安装,并且不适合于更强大的应用。

替代方案是具有溅射电路层的纳米陶瓷。这提供150 W/mK以上的热导率,并且在所需的热范围内。

英国Cambridge Nanotherm使用专利的电化学氧化(ECO)工艺,使用这种方法将铝板的表面转变成几十微米薄的氧化铝(Al2O3)陶瓷。

氧化铝(Al2O3)陶瓷层作为上面的电路和下面的铝之间的电介质。由于ECO工艺生产的氧化铝陶瓷层非常薄,因此热量可以很容易地通过,使其具有很好的导热性。

该薄膜处理或溅射步骤遵循ECO工艺,直接将铜电路层附到纳米陶瓷电介质上,以进一步提高热效率。因为在任何阶段都没有使用有机环氧树脂,所以紫外线没有什么可以降解。

这种方法可以生产出与氮化铝(AlN)相当热性能的MCPCB,但没有任何与生产或脆性相关的问题。

由LED实现的UVC消毒福彩投注可以带来真正的变革效果,但是制造商和设计人员需要确保能够克服UV LED所面临的热挑战。

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