Desinfektion durch Hochleistungs UV-LEDs

UV-LEDs hingegen sind flexibler und robuster, unempfindlicher gegen Feuchtigkeit, arbeiten mit sicheren Niederspannungen und sind kostengünstiger als Quecksilberentladungslampen. LEDs sind auch leichter dimmbar, um eine genauere Dosierung zu ermöglichen. Der andere große Vorteil ist, dass sie durch die Auswahl verschiedener LED-Typen leichter aufeinander abgestimmt werden können, um UVA (315-380nm), UVB (280-315nm), UVC (200-280nm) oder eine beliebige Mischung dieser Wellenlängen zu erzeugen. So könnte das gleiche PCB-Layout für viele verschiedene Zwecke verwendet werden.

Beispielsweise könnte eine Kombination aus sichtbaren und UVA-LEDs zur Behandlung von Sekundärinfektionen wie MRSA oder zur Beseitigung von Schadstoffen in der Luft oder im Wasser verwendet werden, ohne schädliche Auswirkungen auf menschliche Haut oder Augen. Alternativ könnte das gleiche Design, wenn es mit hochintensiven UVC-LEDs bestückt ist, als leistungsstarke Desinfektionslampe verwendet werden, die auf die maximale Absorptionswellenlänge von 265nm für Viren- oder Bakterien-RNA abgestimmt wurden.

Wie alle Hochleistungs-LEDs sollten UV-LEDs von einer Konstantstromquelle betrieben werden. Die Beleuchtungsstärke ist proportional zum Strom, nicht zur Spannung. Die Kennlinie ist nichtlinear, so dass selbst kleine Schwankungen der Durchlassspannung der LED die Helligkeit erheblich verändern würden, wenn sie an einer Konstantspannungsquelle betrieben würde (Abbildung 2). Darüber hinaus variiert die Durchlassspannung mit der Temperatur und zwischen einzelnen LEDs, selbst wenn diese vom gleichen Hersteller sind.

Wenn die LEDs jedoch von einer Konstantstromquelle angetrieben werden, ändern jegliche Schwankungen der Durchlassspannung den Gesamtstrom (und damit die Helligkeit) nicht. Der LED-Treiber gleicht alle Änderungen oder Variationen der LED-Eigenschaften automatisch aus und hält so Lichtleistung konstant. Dies gilt sowohl für einzelne LEDs als auch für LED-Ketten, die alle den gleichen Strom teilen.

Der Hauptunterschied zwischen LEDs für sichtbares Licht und UV-LEDs ist der Betriebsspannungsbereich. 350mA- oder 700mA-LEDs für sichtbares Licht arbeiten typischerweise mit einer Durchlassspannung von 3-4 VDC, aber die energiereicheren UV-LEDs benötigen typischerweise 5-6VDC. Das heißt, wenn Sie beispielsweise eine LED-Lampe mit fünf Hochleistungs-LEDs und einem konstanten Strom von 350mA zusammenbauen möchten, benötigen Sie für UV-LEDs eine höhere Spannungsversorgung als für die gleiche Anzahl von LEDs für sichtbares Licht (Abbildung 3).

Empfohlen wird nicht, Hochleistungs-LEDs mit zwei oder mehr Strings parallel zu betreiben, da die Unterschiede in der kombinierten Durchlassspannung für jeden Strang des Strings zu einem Ungleichgewicht im Stromfluss führen würden. Wenn mehr Licht benötigt wird, fügen Sie einfach weitere LEDs in Reihe hinzu, damit der Strom (und damit die Helligkeit) jeder LED konstant bleibt. Nachteilig ist, dass bei langen Strings eine höhere Versorgungsspannung benötigt wird.

Andererseits ist es zulässig, UV- und sichtbare Licht-LEDs in einem String zu mischen, solange alle LEDs den gleichen Nennstrom haben, auch wenn sie sehr unterschiedliche Durchlassspannungen haben. Dies kann als sichtbare Warnung nützlich sein, dass die UV-LEDs aktiv sind, indem eine weiße oder farbige LED in die Kette mit aufgenommen wird, sowie die Strahlmusterverteilung der LED-Optik deutlich zu zeigen, damit der Anwendungsbereich besser gesehen werden kann.

RECOM bietet die RCDE-48 Serie mit vorkalibrierten maximalen Ausgangsströmen von 350mA, 700mA oder 1050mA und einer Eingangsspannung von bis zu 60 VDC (ausreichend um bis zu 10 UV-LEDs anzusteuern) an. Die RCDE-48-Serie ist nicht nur sehr kostengünstig, sondern verfügt auch über einen Dimm-Eingang, der auch zum Aktivieren/Deaktivieren verwendet werden kann (runterziehen, um den Ausgang auszuschalten, offenlassen oder hochziehen, um ihn einzuschalten).