一種基于高功率紫外led陣列的消毒除味裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于單片機及紫外LED陣列的消毒除味裝置的設計方法。
【背景技術】
[0002]紫外線作為重要的消毒手段已經被廣泛應用于各個領域。而傳統的紫外汞燈響應速度慢，耗能高，且驅動電路負擔大，發熱高，并且因為體積、功率的問題難以做成控制陣列，影響控制效率。
[0003]紫外LED—般指發光中心波長在405nm以下的LED，LED業界通常將發光波長位于355?405nm時稱為近紫外LED，而短于300nm時稱為深紫外LED。目前在LED的研究和生產中用到最多的材料GaN的禁帶寬度為3.4eV，對應的發光波長為365nm，剛好處于近紫外波段范圍，因此，近紫外LED中一般采用GaN作為基材。而深紫外LED通過在基材GaN中添加Al擴大帶隙，獲得更短的發光波長。按照更詳細的波段與用途，紫外LED可以分為以下三類:(I)UVA:波長在315?405nm之間，主要用于固化，醫療，印刷，光刻，驗鈔和光催化等；(2)UVB:波長在280?315nm之間，主要用于醫療，生物分析(如DNA)等；(3)UVC:波長小于280nm，主要用于殺菌和成分分析等。
[0004]目前紫外LED雖然已有少量應用于消毒、殺菌等領域，但基于智能控制系統的多LED陣列的復合消毒除味一體化裝置尚未見報道。
[0005]與紫外LED類似，光觸媒等催化氧化技術也在空氣凈化領域得到了廣泛應用，本發明將催化氧化的空氣凈化技術與紫外LED消毒系統相結合。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是利用高能源效率的的LED發光源作為基礎，提供一種智能可控、消毒除味效果好的復合系統。
[0007]為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案:
[0008]—種基于單片機及紫外LED陣列的消毒除味裝置，包括電路基板、紫外LED發光源、紫外線濾光鏡、LED驅動電路、MCU控制器、單片機控制單元、散熱單元、活性催化劑層;所述電路基板采用雙面銅箔結構以利散熱，并且預留等間距的LED器件插孔陣列，所述LED器件插孔中填充有導熱材質，所述導熱材質與電路板的銅箔相接觸，所述銅箔與散熱單元相接觸，實現熱量的迅速釋放;單片機控制單元通過地址選通的方式實現紫外LED陣列的選擇，同時通過數碼管顯示現在工作的紫外LED的數量;LED驅動電路、M⑶控制器的數量與LED發光源的數量相同，也通過單片機進行選通;所述散熱單元包括散熱片、散熱風扇，所述散熱片表面涂覆有納米二氧化鈦與活性氧化鋁的復合物涂層，散熱片的溫度升高可以加強所述復合物涂層的空氣凈化作用，通過散熱風扇的作用，加快氣流流動，一方面可促進散熱，另一方面也提高了空氣凈化作用的效率。
[0009]與現有的類似技術相比，本發明具有以下技術效果:
[0010]1、通過使用紫外LED發光源，功率大幅度下降；
[0011]2、通過陣列化的設計以及單片機的智能控制，實現工作LED位置、工作LED數量的靈活控制；
[0012]3、通過完善的散熱設計以及熱量的利用，促進催化劑的凈化效果。
【附圖說明】
[0013]圖1是基于高功率紫外LED陣列的消毒除味裝置的結構框圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖，作詳細說明，如圖1所示，
[0015]如圖1所示，一種基于單片機及紫外LED陣列的消毒除味裝置，包括電路基板、紫外LED發光源、紫外線濾光鏡、LED驅動電路、MCU控制器、單片機控制單元、散熱單元、活性催化劑層。
[0016]電路基板方面，采用雙面銅箔結構，內芯襯板可采用金屬或陶瓷材質進一步加強散熱。電路基板上設置有陣列狀的LED器件支撐插孔，可以選擇性的安裝多組紫外LED發光源器件。每個陣列點位均具有唯一的選通地址線，其選通原理類似于隨機存儲器的數據位訪問，為本領域一般技術人員熟知技術，不再贅述。
[0017]散熱方面，為了進一步加強電路基板的散熱，在所述的支撐插孔內進行金屬化處理或者填充有導熱材質，所述金屬或導熱材質與用于電路板散熱的銅箔以及內襯的金屬基板或陶瓷材料相接觸，實現熱量的快速釋放。而所述散熱銅箔及內襯的金屬基板或陶瓷材料最終與散熱模組相接觸。所述散熱模組采用普通的金屬散熱片即可，其形狀可為多層片狀或曲面狀，在散熱片內側加裝小型散熱風扇，散熱直徑根據散熱片的尺寸可以選擇8cm或12cm的滾珠風扇。風扇的作用有兩點，一是進一步加強散熱效果，二是加快空氣流動，增強空氣凈化效果。
[0018]空氣凈化方面，在所述散熱片表面涂覆納米二氧化鈦與活性氧化鋁的復合涂層，散熱片的溫度升高可以加強所述復合物涂層的空氣凈化作用，實現了廢熱的有效利用。
[0019]紫外LED發光方面，采用波長小于280nm的UVLED器件。因本系統是采用了LED陣列，為了保證消毒效果以及控制效率，每組LED器件均配置相應的M⑶單元與驅動電路。所述MCU單元與驅動電路相連，通過220V電壓驅動該驅動電路，并將驅動電路與紫外LED相連，實現LED的合理驅動。為了增強紫外LED的消毒效率，并濾除波長更長波段的光波，在紫外LED外采用紫外濾光片，確保最終輸出的紫外光的波長符合預期范圍。進一步的，紫外LED模塊連接至前述散熱模組。
[0020]單片機控制單元方面，可采用89C52系列單片機(包括后期改進型如STC系列型號)，也可采用PIC系列單片機加輸出口擴展芯片的組合。單片機控制單元采用5V電源供電，輸入采用4*4陣列式鍵盤，鍵盤包括0-9數字鍵以及復位鍵和若干功能鍵，輸出采用4位LED數碼管進行顯示。另留出8bi t數據總線對LED陣列進行選通控制。通過鍵盤設定工作LED號，單片機控制該選通單元進行工作，并且由LED數碼管后三位進行顯示。LED數碼管第一位可作為標記位，O為待機模式，I為部分LED工作模式，2位全部LED工作模式。
【主權項】
1.一種基于高功率紫外LED陣列的消毒除味裝置，包括電路基板、紫外LED發光源、紫外線濾光鏡、LED驅動電路、MCU控制器、單片機控制單元、散熱單元、活性催化劑層;所述電路基板采用雙面銅箔結構以利散熱，并且預留等間距的LED器件插孔陣列，所述LED器件插孔中填充有導熱材質，所述導熱材質與電路板的銅箔相接觸，所述銅箔與散熱單元相接觸，實現熱量的迅速釋放;單片機控制單元通過地址選通的方式實現紫外LED陣列的選擇，同時通過LED數碼管顯示現在工作的紫外LED的數量;LED驅動電路、MCU控制器的數量與LED發光源的數量相同，也通過單片機進行選通;所述散熱單元包括散熱片、散熱風扇，所述散熱片表面涂覆具有吸附作用的涂層，散熱片的溫度升高可以加強所述復合物涂層的空氣凈化作用。2.根據權利要求1所述的一種基于高功率紫外LED陣列的消毒除味裝置，其特征在于:所述具有吸附作用的涂層為納米二氧化鈦與活性氧化鋁的復合物涂層。3.根據權利要求1所述的一種基于高功率紫外LED陣列的消毒除味裝置，其特征在于:所述紫外LED發光源選用波長小于280nm的紫外LED器件。4.根據權利要求1所述的一種基于高功率紫外LED陣列的消毒除味裝置，其特征在于:每組LED器件均配置相應的MCU單元與驅動電路，所述MCU單元與驅動電路相連。5.根據權利要求1所述的一種基于高功率紫外LED陣列的消毒除味裝置，其特征在于:在紫外LED外采用紫外濾光片，確保最終輸出的紫外光的波長符合預期范圍。
【專利摘要】一種基于高功率紫外LED陣列的消毒除味裝置，包括電路基板、紫外LED發光源、紫外線濾光鏡、LED驅動電路、MCU控制器、單片機控制單元、散熱單元、活性催化劑層；通過合理設計電路板散熱系統、紫外LED發光控制系統以及散熱熱能高效利用，實現了紫外LED陣列消毒、除味一體化設計和智能控制。
【IPC分類】G05B19/042, A61L9/20
【公開號】CN105709258
【申請號】CN201610236847
【發明人】王宇航, 黃岑宇
【申請人】鎮江市高等專科學校