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新冠病毒消杀黑科技:纳秒级脉冲驱动可将准分子灯峰值光功率大幅提高40倍以上
点击次数:236604   更新时间:2022-08-04   【打印此页】   【关闭

来源:中国之光网

新冠肺炎疫情继续在全球肆虐,人类正在遭受新冠病毒严重伤害,虽然人类研究出各种先进的疫苗以避免感染或传染,但各种变异病毒正在击破疫苗,人类在新冠病毒面前是脆弱的。市场急需一款既能高效杀菌消毒,又对人体没有伤害的产品。



222nm波段的准分子灯,搭配纳秒级脉冲驱动,可满足这个需求。




一、准分子灯安全杀灭新冠病毒的可行性



1、高效



准分子灯发出的强劲窄带,非相干辐射紫外光,非常有利于大面积照射处理。其高能光子足以打开自然界大多数有机分子键,击破和打断病毒复制链,因此其成为抗击新冠疫情的强力武器。


2、安全


常见的低压汞灯254nm能够穿透人体皮肤表层,长时间照射容易导致皮肤癌,但是准分子灯能够产生各种波长的高效紫外线,其中222nm尤其引人注目,经美国哥伦比亚大学(Columbia University in the City of New York)教授David Brenner研究证实了222nm UVC杀菌效果可达99%,而且对人体是安全的,因为不能穿透人体皮肤表面细胞层和眼睛表面的泪珠,但是能够杀死细菌和病毒。


日本神戶大学(Kobe University)、日本广岛大学(Hiroshima University)研究团队研究结果同时证实了以上观点。




二、提高峰值紫外光功率的关键技术——纳秒级脉冲驱动



快速和有效杀灭新冠病毒,需要足够强度的紫外光功率,以打开病毒分子键,击破和打断病毒复制链。纳秒级脉冲驱动,是有效提高峰值紫外光功率的关键技术。



1、准分子灯驱动特性


准分子是一种处于激发状态的双原子分子,不存在稳定的基态,不存在基态的自吸收,因此准分子灯可以很大的功率密度发射窄带辐射。


准分子灯是由两个分离的电极,中间填充气体,所以呈现很强的电容特性。有多种方法驱动准分子灯,连续正弦波,三角波,方波,脉冲波,等等,其中高压双向脉冲是最佳的方案,能够获得高的效率和均匀发光。因为脉冲波能够获得极大的峰值功率,高达100kW,能够快速得给容性负载充电和放电。


物理模型如下:Cdiel表示介质阻隔,Cgas表示没有导通的气体特性,Ggas表示击穿后的气体电导。


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2、纳秒级脉冲驱动


研究结果表明,纳秒级脉冲驱动的紫外准分子灯,在相同输入功率下,与正弦波驱动和常规的微秒级脉冲驱动相比,辐射紫外的平均光功率提高4倍以上,峰值光功率大幅提高40倍以上。


为了最好的配合准分子灯特性,易光科技通过研究准分子灯的负载特性,分析激励电路影响纳秒级驱动的各种因素,研究出新的电路结构和工艺,从而研究开发出一种改进型的半桥和全桥电路的准分子灯驱动电源,输出双极性,高压脉冲大电流。


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图:易光科技纳秒级脉冲驱动


该设计保证了驱动电流上升下降沿陡峭,从而使能量集中,高效得产生均匀的紫外线光。


带有隔离变压器,提供安全绝缘保护,防止意外漏电伤人事故。符合GB19510.1/.4-2009,UL935, IEC61347-1安规认证标准。目前已经获得国家专利授权


产品涵盖一系列应用,从50-300W功率范围。具有灵活输出电压可调整,脉冲频率可调适应多种应用,并带有风扇供电输出和智能控制。


蓝色波形2:灯管电压;

黄色波形1:灯管电流;

红色波形M:脉冲功率。


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该驱动器应用于杀灭新冠病毒的222nm准分子灯,由西雅集团(Theia Group)在全球领先的美国MRIGlobal实验室(全球科学与健康研究机构)测试(见报告:Assessment of Two UV Devices against SARS-CoV-2  MRIGlobal Project No. 311720.01.001 2021/2/17),结果证明使用该纳秒级驱动的准分子灯对新冠病毒灭活率达到99.98%(6秒内)。西雅集团最新开发的中央空调消杀产品使用了易光科技配套的纳秒级脉冲驱动电源,经过美国创新生物分析实验室(国际权威新冠实验室)测试,0.3秒内杀灭了99.9987%新冠病毒(已达到实验极限,未能测出新冠病毒)。


由中科院苏州纳米所、广东中科半导体微纳制造技术研究院、中国计量大学的专家共同研发的222nm光源的深紫外杀菌设备,配备易光科技的纳秒级脉冲驱动,目前已经应用在人体安全杀菌消毒通道产品中。人体经过该设备,停留3秒,即可实现对病毒的99%的杀灭效率。


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易光科技

成立于2004年7月,是专注高端LED照明驱动技术的国家级高新技术企业。易光科技研发设计和制造超过2000种电源芯片智能驱动器项目,致力于开发高效、高可靠、物联网和5G技术、无线NFC可编程技术、智能化LED驱动电源和消杀新冠病毒驱动器。目前已成为全球领先的LED驱动电源ODM供应商之一,欧美众多知名LED电源品牌商已是易光科技的ODM客户。日前,易光科技总投资20亿的江苏宜兴制造基地一期顺利投产,拥有15条LED电源行业先进的全自动生产线,二期也将于今年10月启动。

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