UVC LED ドライバーは、LED を適切な電気的制限内に保ちながら、水消毒システムがその設計に必要な光出力を生成するのに役立ちます。その品質は、光源がどの程度安定して動作するか、障害にどのように対応するか、意図した動作条件を維持できるかどうかに影響します。
システムを比較する購入者にとって、波長、リアクターの設計、流量と並んでドライバーは注目に値します。その役割を理解すれば、電力を増加してもそれだけではより優れた消毒性能を確立できない理由も説明されます。
UVC LED に制御された電流が必要な理由
UVC LED は、光出力が順電流に依存する半導体デバイスです。それらの電気的動作は、単純な抵抗負荷の電気的動作とは異なります。印加電圧の小さな変化が、電流のはるかに大きな変化を引き起こす可能性があります。過剰な電流は LED を損傷する可能性があります。 Texas Instruments は、LED ドライバ回路に関するガイダンスの中でこれらの関係を説明しています。
定電流ドライバは、指定された動作範囲内で LED に供給される電流を調整します。電源と LED 負荷の互換性が維持されていれば、必要に応じて出力電圧を調整します。これにより、電源電圧やLEDの順方向電圧の変化によって生じる電流の変動が低減されます。
したがって、デバイスは、DC 電源などの定電圧アダプターを使用し、その後に内部定電流回路を使用する場合があります。アダプターのラベルだけでは、LED 電流がどのように制御されるかについては説明されていません。
駆動電流が UVC 出力に与える影響
順電流を増加すると UVC 光出力が増加しますが、その関係は特定の LED の性能曲線と温度条件を使用して確認する必要があります。 Crystal IS は、Klaran LA データシートで、光出力対電流、および推奨電流対はんだ点温度の個別の曲線を公開しています。
水消毒装置を比較する際には、次の 3 つの量を区別する必要があります。
- 電気入力電力は通常ワットで表され、消費される電力を表します。
- UVC光パワーミリワットまたはワットで表される、放出される紫外線を表します。
- 紫外線量は通常 mJ/cm2 で表され、単位面積あたりに照射される紫外線エネルギーを表します。
ドライバーは光源の出力に影響を与えます。微生物が受ける線量は、反応器の光学的および水力的条件にも依存します。 EPA ガイダンスでは、流量、UV 透過率、光源出力などの定義された動作条件を使用して UV リアクターを評価しています。-したがって、ワット数定格は消毒性能の証拠としては不十分です。
電流管理と熱管理は連携して機能する必要がある
動作中の UVC LED は、電気エネルギーを放射線と熱の両方に変換します。半導体接合部の温度は、発熱と、パッケージ、回路基板、冷却装置を通る熱経路によって決まります。 Crystal IS は、消毒システムを設計する際の中心的な要件として熱管理を特定します。
より高い駆動電流を選択するには、その熱経路を再評価する必要があります。余分な初期出力には追加の熱が伴う可能性があり、過度の温度により意図した出力と耐用年数が損なわれる可能性があります。
定電流制御ではこの熱は除去されません。システム設計者は、許容される最高温度の設置条件を含め、運転条件を冷却能力に適合させる必要があります。ドライバー電子機器も熱を発生するため、その位置と効率を考慮する必要があります。
冷却に水流に依存する機器の場合、必要な流量を使用せずに動作させる場合は、メーカーの制限に従う必要があります。乾燥運転の制限は、完成した製品に固有のものです。-
安定した電流は一定の光出力を意味しない
UVC LED 出力は、電流が安定化されている場合でも、累積動作時間とともに低下する可能性があります。温度や材料の特性も性能に影響します。ドライバーは、光源が新品時よりも少ない放射線を供給しながら、電気的設定値を維持できます。
L70 は、指定された動作条件下で LED 光出力が初期値の 70% に達する時間を表します。
