UV-LED照明一体化灯具的研究与设计

胡才双

(广东隆源光电有限公司，广东 中山 528415)

引言

《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版)》中明确提出，新型冠状病毒(COVID-19)对紫外线和热敏感。紫外线能通过破坏微生物机体细胞中的DNA或RNA的分子结构，使之失去复制功能，从而达到杀菌效果[1]。国际照明委员会(CIE)把紫外光分为三个区域:UVA(400～315 nm)、UVB(315～280 nm)、UVC(280～100 nm)。实验表明：波长小于320 nm 的紫外辐射对微生物有杀伤作用, 且灭菌效应在260 nm处最大[2]。目前来看，紫外杀菌技术有两大技术产品，可分为：低气压紫外杀菌汞灯产品和深紫外LED产品。

1)紫外杀菌技术的分类。低气压紫外杀菌汞灯即传统UV汞灯，其主波长是杀菌效率高的253.7 nm，辐射效率以18 W汞灯功率计算在23%以上[3]，其产品寿命约5 000 h，紫外线辐射强度会随着灯具开启次数和点亮时间的增加而降低[4]。虽然，现阶段以UV汞灯为代表的第一代紫外光源已经广泛地应用在诸多领域，但是其存在诸多缺点，如体积大、功耗高、寿命短、含有汞等，UV汞灯的光谱分布宽，而紫外光谱段只占其中一部分，因此效率较低[5]。

深紫外LED产品即UVC-LED，其应用于杀菌消毒的主波长是275～280 nm，使用寿命通常能超过20 000 h，是传统UV汞灯的5倍以上，且体积小，启动速率快，无需预热，光线能量集中，便于智能控制，能够配合不同需求设计，适用于广泛的应用场景，相较于UV汞灯具有更高的应用弹性[4]。

目前UV-LED与传统UV汞灯最大的差距仍在于光功率，若要提升光功率则必须增加LED数量，成本也会因此提高。当然，需要看到的是，这种差距正在一步步缩小。近年来，LED的功率大幅度提高，成本显著降低，散热问题日益改善，正逐渐取代传统UV汞灯。……