Desinfektion und Sterilisation 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 zudem leichter dimmbar, was eine genauere Dosierung ermöglicht. Ein weiterer großer Vorteil ist, dass sie sich durch die Auswahl verschiedener LED-Typen einfacher anpassen lassen, um UVA (315–380nm), UVB (280–315nm), UVC (200–280nm) oder eine beliebige Mischung dieser Wellenlängen zu erzeugen. So kann das gleiche PCB-Layout für viele unterschiedliche Anwendungen genutzt werden.

Beispielsweise könnte eine Kombination aus sichtbaren LEDs und UVA-LEDs zur Behandlung von Sekundärinfektionen wie MRSA oder zur Beseitigung von Schadstoffen in der Luft oder im Wasser eingesetzt werden, ohne schädliche Auswirkungen auf menschliche Haut oder Augen. Alternativ kann 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 ist.

Ansteuerung und Regelung von UV-LEDs

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, sodass bereits kleine Schwankungen der Durchlassspannung einer LED die Helligkeit deutlich 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 stammen.

Wenn die LEDs jedoch von einer Konstantstromquelle angetrieben werden, verändern Schwankungen der Durchlassspannung den Gesamtstrom und damit die Helligkeit nicht. Der LED-Treiber gleicht Änderungen oder Variationen der LED-Eigenschaften automatisch aus und hält die 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 3–4VDC, während die energiereicheren UV-LEDs meist 5–6VDC benötigen. Das bedeutet, dass Sie für eine LED-Lampe mit fünf Hochleistungs-LEDs und einem konstanten Strom von 350mA bei UV-LEDs eine höhere Versorgungsspannung benötigen als für die gleiche Anzahl von LEDs für sichtbares Licht (Abbildung 3).

Es wird nicht empfohlen, Hochleistungs-LEDs mit zwei oder mehr Strings parallel zu betreiben, da Unterschiede in der kombinierten Durchlassspannung jedes Strangs zu einem Ungleichgewicht im Stromfluss führen würden. Wenn mehr Licht benötigt wird, fügen Sie zusätzliche LEDs in Reihe hinzu, damit der Strom und damit die Helligkeit jeder LED konstant bleibt. Nachteilig ist, dass bei langen Strings eine höhere Versorgungsspannung erforderlich ist.

Andererseits ist es zulässig, UV-LEDs und sichtbare Licht-LEDs in einem String zu mischen, solange alle LEDs den gleichen Nennstrom haben, auch wenn sie unterschiedliche Durchlassspannungen besitzen. Dies kann als sichtbare Warnung dienen, dass die UV-LEDs aktiv sind, indem eine weiße oder farbige LED in die Kette aufgenommen wird, und hilft zudem, die Strahlmusterverteilung der LED-Optik deutlicher zu zeigen, damit der Anwendungsbereich besser erkennbar ist.

Welche RECOM-Lösungen gibt es für die UV-Desinfektion?

RECOM bietet eine Vielzahl von UV-LED-Treiberlösungen an, darunter Konstantstromtreiber, dimmbare Treiber sowie kompakte AC/DC-Module, die speziell für UVC-Desinfektionssysteme entwickelt wurden.

RCDE-48 Serie

Die RCDE-48 Serie bietet vorkalibrierte maximale Ausgangsströme von 350mA, 700mA oder 1050mA und eine Eingangsspannung von bis zu 60VDC (ausreichend um bis zu 10 UV-LEDs anzusteuern). Die RCDE-48-Serie ist nicht nur sehr kostengünstig, sondern verfügt auch über einen Dimm-Eingang, der ebenso zum Aktivieren oder Deaktivieren genutzt werden kann (runterziehen, um den Ausgang auszuschalten, offenlassen oder hochziehen, um ihn einzuschalten).