用于消毒的UV-C LED

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作者 ： Digi-Key 工程师 Rick Wiens; Ryan Heley

2019/20年度人们对新型冠状病毒的关注似乎也掀起了人们使用紫外线（UV）发光LED来抗菌/杀菌的大热潮。虽然UV光谱（特别是UV-C波段）中的光确实可用于这一目的，但LED目前作为在此类狭窄范围之外的光源可行性却非常有限。

原因有二。首先，在撰写本文时，市面上的UV-C LED在将电转化为UV光方面的效率与传统白炽灯将电转化为可见光的效率相当。两者都只能将印加于其上的电能的约1-2%转换成所需形式的光。其次，与从其他UV-C生产技术获得的UV总能量相比，由单个UV LED产生的UV总能量要少约100至1000倍；就将电输入转换为UV辐射而言，其他UV-C生产技术的效率通常比当前可用的LED高10至30倍。简单地说，如今的UV-C LED只能产生极少量的UV光，并且需要相对大量的电能来实现。

在过去的10-15年中，用于可见光照明应用的LED技术发展迅速，从昂贵、脆弱、毫无吸引力的产品发展成备受青睐的佳品。鉴于LED技术在可见光照明方面的飞速发展，很多人会认为UV发光LED也同样发展良好且极具优势，这是可以理解的。不幸的是，事实并非如此。

以XST-3535-UV（在本文撰写时，Digi-Key在售的功能更强大的UV-C LED之一）为例，其规格书的注释摘录如下。该器件在标称350mA的驱动电流下工作，输入近2.3瓦电能，但其中仅有约0.055瓦（最多）以UV光的形式输出。将其与飞利浦照明UV-C产品目录的摘录内容相比，其中显示了一系列荧光型UV-C灯的数据；一个消耗20瓦电力输入的器件可以产生6瓦的UV输出；转换效率为30%。后一种器件产生的UV要高出100倍以上，而且效率也要高出10倍以上。

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各种来源指出，当用于杀菌目的时，杀灭平坦光滑表面上超过99%的特定病菌所需的UV-C辐射剂量约为5至50mJ/cm2，数值因具体病菌和其他因素的不同而有所差别。换句话说，在 理想 情况下，UV LED（如上述UV LED） 可能 可以在5秒左右杀灭邮票某一面上的大多数微生物。如果是一张普通的8.5x11"大小的纸张面积，这一数字要增加到10分钟左右。此外，还会有其他因素（比如，使发射极将UV光投射到所需的表面，而不是其他面）产生影响。

总之，在涉及小型表面的应用中，UV LED确实是有效的抗菌工具，因为这类应用不一定需要速效性作用，并且在处理过程中可将所处理表面隔离，防止人体暴露。应指出的是，有杀菌作用的UV辐射可能会对人体造成危害；如果它的威力足以杀灭细菌，那么也足以对人体的细胞造成损害。

由于大多数消费者既没有必要的工具，也没有所需的技能来客观衡量某种杀菌剂的有效性，因此，一些不法商贩或出于好意但所知不多的人就有充分的机会利用人们对环境病原菌的广泛关注，向缺乏鉴定有效性能力的人们出售无效产品。请注意，大多数包含少量LED，且宣称只要快速挥动魔杖即可保障安全或预防疾病的产品，都可能属于上述无效产品。

如需了解更多信息，请参见以下产品参考和文章链接：