ایل ای ڈی لائٹنگ کی توانائی کی بچت اور گرمی کی کھپت اب کوئی مسئلہ نہیں رہے گی۔
ایل ای ڈی لائٹنگ کو بجلی کی بچت، ماحولیاتی تحفظ اور طویل زندگی کی وجہ سے اگلی لائٹنگ ٹیکنالوجی کے طور پر پہچانا جاتا ہے، جو موجودہ لائٹنگ ٹیکنالوجیز کو بدل دے گی۔ ایل ای ڈی سرد روشنی کا ذریعہ ہے اور گرمی سے ڈرتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ 80% برقی توانائی گرمی میں تبدیل ہوتی ہے، گرمی کی کھپت کے اقدامات کیے جانے چاہئیں۔ اگرچہ LED لائٹنگ ٹیکنالوجی نے بہت تیزی سے ترقی کی ہے، 200lm فی واٹ تک کی رپورٹوں کے ساتھ، LED گرمی کی کھپت LED لائٹنگ میں ہے۔ بہت سر درد، لیکن مسئلہ جو مؤثر طریقے سے حل نہیں کیا گیا ہے، ایل ای ڈی لائٹنگ کی مقبولیت اور ترقی کے راستے میں ایک رکاوٹ بن گیا ہے.
ایل ای ڈی لائٹنگ ایپلی کیشنز کو مقبول بنانے میں سب سے بڑا مسئلہ ایل ای ڈی لائٹس کی زیادہ قیمت ہے۔ اگرچہ اپ اسٹریم ایل ای ڈی چپ مینوفیکچررز اپنے زیادہ تر منافع میں حصہ لیتے ہیں اور قیمتوں میں خاطر خواہ کمی کی گنجائش رکھتے ہیں، لیکن انہیں پورے سماجی وسائل کی پوری ایل ای ڈی لائٹنگ انڈسٹری چین کے لیے مؤثر طور پر مختص کرنے کا احساس ہونا چاہیے تاکہ اس لاگت کو مؤثر طریقے سے کم کیا جا سکے جو عام لوگوں کے لیے خریداری اور انسٹال کرنے میں آسان ہو۔ اور LED لائٹنگ ماڈیولز کی معیاری کاری ہی واحد راستہ ہے، بالکل اسی طرح جیسے موجودہ LED لائٹنگ (تاپدیپت لیمپ، فلوروسینٹ لیمپ/توانائی بچانے والے لیمپ)۔ ایل ای ڈی لائٹنگ ماڈیولز کو معیاری بنانے میں رکاوٹ گرمی کی کھپت کے مسائل کا وجود ہے۔
حرارت کی کھپت گرمی کی منتقلی کا ایک حصہ ہے۔ انسانوں کے ذریعہ حرارت کی منتقلی پر تحقیق کی تاریخ سو سال سے زیادہ ہے۔ 1960 سے 1970 کی دہائی گرمی کی منتقلی پر تحقیق کا عروج کا دور تھا، اور بنیادی محرک قوت ایرو اسپیس کی انسانی ترقی کا مطالبہ تھا۔ اس وقت، بہت سے شاندار ہنر گرمی کی منتقلی کی ٹیکنالوجی کے میدان میں جمع ہوئے، اور بہت سے گرمی کی منتقلی کے محققین مشہور ہوئے۔ اس کے بعد، گرمی کی منتقلی کی تحقیق کے لیے لوگوں کا جوش آہستہ آہستہ کم ہوتا گیا۔ اس وقت، گرمی کی منتقلی سائنس اور ٹیکنالوجی میں بہت کم پیشہ ور ہیں۔ حرارت کی منتقلی اور ٹیکنالوجی پہلے ہی بہت پختہ ہو چکی ہے، ایک پکے ہوئے پھل کی طرح جو زمین پر گرتا ہے اور پتوں سے ڈھک جاتا ہے، اور آج کل لوگوں کو نظر نہیں آتا، اس لیے جب الیکٹرانک انڈسٹری، خاص طور پر کمپیوٹر میں موجود CPU، اچانک گرم ہو جاتی ہے، لوگوں نے زمین پر پتے نہیں کھینچے، پکے ہوئے پھل اٹھائے، اور انسانی حرارت کی منتقلی کے بالغ علم کو الیکٹرانکس کی صنعت میں ٹرانسپلانٹ کیا۔ اس کے بجائے، انہوں نے نئے سرے سے آغاز کیا اور بہت سی نئی اصطلاحات تخلیق کیں:"؛ فعال حرارت کی کھپت"؛"؛ غیر فعال حرارت کی کھپت"؛،"؛ ہیٹ سنک [GG ] quot; اور اسی طرح. ایسا لگتا ہے کہ میں نہیں جانتا کہ اس کا کیا مطلب ہے۔ انگریزی"Sink" گرمی کی منتقلی اور ٹیکنالوجی میں بھی ایک بہت ہی نایاب اصطلاح ہے۔
ایل ای ڈی لائٹنگ کی گرمی کی کھپت کے بارے میں، موجودہ صنعت میں گرمی کی منتقلی کے پورے عمل میں ہر گرمی کی منتقلی کے عمل پر واضح تحقیقی نتائج کی کمی ہے۔ یہ تجزیہ کیا گیا ہے کہ: ایل ای ڈی نوڈ سے ہوا اور حرارت کے سنک کی سطح کے درمیان محرک (قدرتی) حرارت کی منتقلی تک، ہر عمل حرارت کی منتقلی کے عمل میں حرارت کی منتقلی کے درجہ حرارت کے فرق (یعنی تھرمل مزاحمت) کا تناسب، جو عمل کرتا ہے۔ درجہ حرارت کا سب سے بڑا فرق ہے، یعنی بنیادی تضاد، اور حرارت کی منتقلی کے ہر عمل کو متاثر کرنے والے عوامل، اس کی تھرمل مزاحمت کی تکنیکی سمت کو کیسے کم کیا جائے، خاص طور پر سب سے بڑے تھرمل مزاحمت کے ساتھ حرارت کی منتقلی، حرارتی عمل، کم کرنے کی تکنیکی سمت اس کی حرارتی مزاحمت زیادہ اہم ہے۔ یہاں تک کہ ان تحقیقی نتائج کے ساتھ، یہ ساختی انجینئروں کو معلوم ہونا چاہیے، کیونکہ گرمی کی منتقلی بالآخر ساخت کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے۔
گرمی کی منتقلی اور ٹیکنالوجی کے لحاظ سے، ایل ای ڈی گرمی کی کھپت پیچیدہ نہیں ہے، اس میں صرف گرمی کی منتقلی کا ایک بہت چھوٹا حصہ شامل ہوتا ہے- حرارت کی ترسیل اور کنویکشن ہیٹ ٹرانسفر (بنیادی طور پر ہوا قدرتی کنویکشن ہیٹ ٹرانسفر)، جس میں سے گرمی کی ترسیل اور حرارت کی منتقلی ہوسکتی ہے. استعمال شدہ ریڈی میڈ ہیٹ ٹرانسفر کمپیوٹر سافٹ ویئر بہت درست حل حاصل کر سکتا ہے، جیسے کہ ایل ای ڈی پیکج چپ (گرمی کی منتقلی کا عمل) میں درجہ حرارت کی تقسیم کا تجزیہ کرنا؛ ایل ای ڈی چپ سے ہیٹ سنک تک اندرونی درجہ حرارت کی تقسیم کا تجزیہ کرنا۔ تاہم، محرک حرارت کی منتقلی پر خصوصی توجہ دی جانی چاہیے، جہاں ہوا کا بہاؤ شامل ہے، اور تجرباتی مطالعات کی ایک بڑی تعداد کو انجام دیا جانا چاہیے۔ کمپیوٹر سافٹ ویئر کیلکولیشنز کی صرف علمی اہمیت ہے اور انجینئرنگ کی کوئی عملی اہمیت نہیں ہے۔ کیونکہ غلطی بہت بڑی ہے، اب بھی بہت سی آف کمپنیاں ایسے سافٹ ویئر کو فروغ دینے کی خواہشمند ہیں۔
ایل ای ڈی گرمی کی کھپت کے سادہ مسئلے کی پیچیدگی کی وجوہات یہ ہیں: علم کی خرابیاں، بہت کم لوگ جو گرمی کی منتقلی کا علم رکھتے ہیں ایل ای ڈی لائٹنگ گرمی کی کھپت کی تحقیق میں حصہ لیتے ہیں، اور واضح فراہم کرنے کے لیے پیشہ ورانہ ایل ای ڈی لائٹنگ گرمی کی کھپت کے تحقیقی اداروں کی کمی۔ اور صنعت کے لیے صحیح رہنمائی کے لیے بہت سارے خیالات اور سیمینارز ہوتے ہیں، لیکن علمی ماحول اور ایک مضبوط تجارتی ذائقہ بہت کم ہے۔ اس وقت، صنعت میں کام کرنے والے بہت سے پیشہ ور گرمی کی کھپت کے تکنیکی ماہرین کمپیوٹر گرمی کی کھپت کے پہلو سے منتقل ہو چکے ہیں، اور قدرتی طور پر اس علاقے میں عام طور پر استعمال ہونے والی ٹیکنالوجی اور تجارتی سرگرمیوں کو لے آئے ہیں۔ مثال کے طور پر، ہیٹ پائپ ٹیکنالوجی کو ہائی پاور ایل ای ڈی لائٹنگ (جیسے اسٹریٹ لائٹس) میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے، جس سے ہیٹ پائپ مینوفیکچررز کے لیے نئے کاروباری مواقع پیدا ہوتے ہیں جو اصل میں کمپیوٹر چپ ریڈی ایٹرز کی خدمت کرتے تھے۔ یہاں تک کہ ریفلوکس ہیٹ پائپ استعمال کرنے کی تجویز بھی ہے۔ اگر ایل ای ڈی لائٹنگ کے لیے عام ہیٹ پائپ کو گرمی کی کھپت کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو یہ ہاگ چھری سے مرغی کو مارنے کے مترادف ہے، پھر ریفلوکس ہیٹ پائپ کا استعمال مرغی کو مارنے اور ذبح کرنے والی چھری اٹھانے کے مترادف ہے۔ تائیوان میں ایک ایل ای ڈی لائٹنگ کمپنی نے"؛ مائع وسرجن گرمی کی کھپت کی ٹیکنالوجی"؛ ایجاد کی۔ اس ایجاد نے جو حرارت کی منتقلی کے بارے میں بنیادی معلومات سے محروم ہے، دراصل بین الاقوامی ایجاد کی نمائش میں سونے کا تمغہ جیتا۔ چین میں بھی اسی طرح کی ایل ای ڈی لائٹنگ کمپنیاں ہیں، اور وہ ایل ای ڈی مائع کولنگ ٹیکنالوجی تیار کرنے کے لیے مشہور ہیں اور دعویٰ کرتی ہیں کہ انھوں نے 30 سے زائد پیٹنٹ کے لیے درخواست دی ہے۔ آٹوموبائل واٹر ٹینک سے متاثر ان ایجادات کے تخلیق کاروں کو ان وجوہات کا علم نہیں ہے کہ آٹوموبائل انجن پانی (مائع) کولنگ ٹیکنالوجی کیوں استعمال کرتے ہیں، اور گرمی کی کھپت کے عمل میں پانی کا کردار۔
یہ مقالہ ایل ای ڈی لائٹنگ ماڈیولز کو معیاری بنانے کے لیے ایک تکنیکی حل تجویز کرتا ہے۔ ہیٹ سنک کو ایل ای ڈی لائٹنگ کے جزو کے طور پر درجہ بندی کیا گیا ہے۔ ایل ای ڈی کور اور تھرمل طور پر کنڈکٹیو کور پر مشتمل وِک کو ایل ای ڈی لائٹنگ سیریز کے معیارات میں ڈیزائن اور تیار کیا جائے گا، مخروطی بیلناکار ہیٹ کنڈکشن کا استعمال کرتے ہوئے۔ کور وِک (ہیٹ کنڈکٹنگ کور) اور ہیٹ سنک (لیمپ) کے درمیان گرمی کی ترسیل کے مسئلے کو مؤثر طریقے سے حل کرتا ہے، اور یہ سمجھتا ہے کہ بتی اور لیمپ کو آسانی سے جدا اور جمع کیا جا سکتا ہے۔ ساخت بہت آسان ہے اور قیمت کم ہے۔ یہ ماڈیول کی معیاری کاری کو محسوس کرنے کا ایک سائنسی طریقہ ہے۔ مسلسل موجودہ ڈرائیو طاقت زیادہ معقول ہے.
قدرتی کنویکشن گرمی کی کھپت، کوئی میکانی حرکت نہیں، اعلی وشوسنییتا، کم قیمت، قدرتی طور پر ایل ای ڈی لائٹس کے ذریعہ ترجیح دی جاتی ہے۔ یہ مضمون قدرتی کنویکشن گرمی کی کھپت، زیادہ سے زیادہ گرمی کی کھپت اور بہترین ڈیزائن کے تصور کی وضاحت کرے گا۔ ایل ای ڈی لیمپ ہیٹ سنک-سن فینسی ہیٹ سنک کے بہترین اطلاق کے ڈھانچے پر تبادلہ خیال کریں، اور چمنی اثر کا استعمال کرتے ہوئے گرمی کی کھپت کو بڑھانے کے لیے کنویکشن کور کے استعمال کی تجویز پیش کریں۔ تجربات، تجزیہ اور تحقیق کی ایک بڑی تعداد کے بعد، اصلاح اور اضافہ کے نتائج حاصل کیے گئے ہیں، جو گرمی کی کھپت کے لیے فی واٹ 4 گرام ایلومینیم سے کم حاصل کر سکتے ہیں، اور گرمی کی کھپت کی لاگت میں نمایاں کمی واقع ہوئی ہے۔ مستقبل میں، گرمی کی کھپت کی قیمت پر مزید غور نہیں کیا جائے گا۔ مختصر میں، ایل ای ڈی روشنی گرمی کی کھپت یہ مشکل نہیں ہے اور اب کوئی مسئلہ نہیں ہو گا.
