ایل ای ڈی ٹیوب کی گرمی کی کھپت۔
لوگ ایل ای ڈی کی گرمی کی کھپت پر زیادہ سے زیادہ توجہ دیتے ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ ایل ای ڈی یا ان کی زندگی کا ہلکا سڑنا براہ راست اس کے جنکشن درجہ حرارت سے متعلق ہے۔ 10 ° C کو کم کرنے سے زندگی 2 گنا بڑھ جائے گی۔ یہ روشنی کی کمی اور جنکشن کے درجہ حرارت کے درمیان تعلق سے دیکھا جا سکتا ہے جو کہ کری (شکل 1) کے ذریعہ جاری کیا گیا ہے کہ اگر جنکشن کا درجہ حرارت 65 ° C پر کنٹرول کیا جا سکتا ہے تو ، روشنی کی توجہ 70 to تک کی زندگی 100،000 گھنٹے تک زیادہ ہوسکتی ہے! یہ لمبی عمر ہے جس کا لوگ خواب دیکھتے ہیں ، لیکن کیا یہ واقعی حاصل کیا جا سکتا ہے؟ ہاں ، جب تک گرمی کی کھپت کے مسئلے کو سنجیدگی سے نمٹا جاسکتا ہے ، یہ ممکن ہے! بدقسمتی سے ، ایل ای ڈی لائٹس کی اصل گرمی کی کھپت اس ضرورت سے بہت دور ہے! نتیجے کے طور پر ، ایل ای ڈی ٹیوب کی زندگی اس کی کارکردگی کو متاثر کرنے والا ایک بڑا مسئلہ بن گئی ہے ، لہذا اسے سنجیدگی سے لیا جانا چاہیے!
چترا 1. روشنی کی کمی اور جنکشن کے درجہ حرارت کے درمیان تعلق۔
مزید یہ کہ ایل ای ڈی ٹیوب کا جنکشن ٹمپریچر نہ صرف طویل المدتی زندگی کو متاثر کرتا ہے بلکہ براہ راست قلیل مدتی برائٹ کارکردگی کو بھی متاثر کرتا ہے۔ مثال کے طور پر ، کری' s کے XLamp7090XR-E کی چمکدار پیداوار اور جنکشن درجہ حرارت کے درمیان تعلق شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔
شکل 2. جنکشن درجہ حرارت اور روشنی کے اخراج کے درمیان تعلق۔
اگر 25 ڈگری کے جنکشن ٹمپریچر پر luminescence 100٪ ہے ، پھر جب جنکشن ٹمپریچر 60 ڈگری تک بڑھ جاتا ہے تو luminescence صرف 90٪ ہو گا۔ جب جنکشن کا درجہ حرارت 100 ڈگری ہو تو یہ 80 فیصد تک گر جائے گا۔ 140 ڈگری پر ، یہ صرف 70 be ہوگا۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ گرمی کی کھپت کو بہتر بنانا اور جنکشن کے درجہ حرارت کو کنٹرول کرنا بہت ضروری ہے۔
اس کے علاوہ ، ایل ای ڈی کی گرمی اس کے سپیکٹرم کو منتقل کرنے کا سبب بنے گی۔ رنگ درجہ حرارت میں اضافہ آگے کرنٹ بڑھتا ہے (جب بجلی مسلسل وولٹیج کے ساتھ فراہم کی جاتی ہے) ریورس کرنٹ بھی بڑھتا ہے تھرمل دباؤ میں اضافہ فاسفور ایپوکسی رال عمر بڑھنے وغیرہ کو تیز کرتا ہے ، مختلف مسائل ہیں ، لہذا ایل ای ڈی کی گرمی کی کھپت ایل ای ڈی ٹیوب کے ڈیزائن میں سب سے اہم مسئلہ ہے۔
ایل ای ڈی چپ کی گرمی کی کھپت کا پہلا حصہ۔
1. جنکشن کا درجہ حرارت کیسے پیدا ہوتا ہے۔
ایل ای ڈی کے گرم ہونے کی وجہ یہ ہے کہ اضافی برقی توانائی سب ہلکی توانائی میں تبدیل نہیں ہوتی ، بلکہ اس کا کچھ حصہ حرارت کی توانائی میں تبدیل ہوتا ہے۔ ایل ای ڈی کی چمکیلی کارکردگی فی الحال صرف 100lm/W ہے ، اور اس کی الیکٹرو آپٹیکل تبادلوں کی کارکردگی صرف 20-30 ہے۔ دوسرے الفاظ میں ، تقریبا 70 70 فیصد برقی توانائی گرمی میں بدل جاتی ہے۔
خاص طور پر ، ایل ای ڈی جنکشن کا درجہ حرارت دو عوامل کی وجہ سے ہے۔
1. اندرونی کوانٹم کی کارکردگی زیادہ نہیں ہے ، یعنی جب الیکٹران اور سوراخ دوبارہ مل جاتے ہیں تو 100٪ فوٹون پیدا نہیں ہو سکتے۔ اسے عام طور پر" current موجودہ رساو" called کہا جاتا ہے۔ جو پی این ریجن میں کیریئرز کی دوبارہ گنتی کی شرح کو کم کرتا ہے۔ وولٹیج سے ضرب رساو موجودہ اس حصے کی طاقت ہے ، جو گرمی کی توانائی میں تبدیل ہوتی ہے ، لیکن یہ حصہ اہم جزو کا محاسبہ نہیں کرتا ، کیونکہ اندرونی فوٹون کی کارکردگی اب 90 to کے قریب ہے۔
2۔ اندرونی طور پر پیدا ہونے والے فوٹون سب چپ کے باہر خارج نہیں ہو سکتے اور آخر میں حرارت میں تبدیل ہو جاتے ہیں۔ یہ حصہ اہم حصہ ہے ، کیونکہ اس وقت ، نام نہاد بیرونی کوانٹم کی کارکردگی صرف 30 فیصد ہے ، اور ان میں سے بیشتر گرمی میں تبدیل ہوتے ہیں۔
اگرچہ تاپدیپت چراغ کی چمکیلی کارکردگی بہت کم ہے ، صرف 15lm/W کے بارے میں ، یہ تقریبا تمام برقی توانائی کو ہلکی توانائی میں تبدیل کرتا ہے اور اسے باہر نکالتا ہے۔ چونکہ زیادہ تر دیپتمان توانائی اورکت ہے ، روشنی کی کارکردگی بہت کم ہے ، لیکن یہ گرمی کی کھپت کا مسئلہ نہیں ہے۔
2. ایل ای ڈی ٹیوب میں ایل ای ڈی چپ سے نیچے پلیٹ تک گرمی کی کھپت۔
ایل ای ڈی چپ کی خصوصیت یہ ہے کہ یہ بہت کم حجم میں انتہائی زیادہ گرمی پیدا کرتی ہے۔ ایل ای ڈی کی گرمی کی صلاحیت خود بہت چھوٹی ہے ، لہذا گرمی کو تیز ترین رفتار سے انجام دیا جانا چاہئے ، بصورت دیگر یہ ایک اعلی جنکشن درجہ حرارت پیدا کرے گا۔ گرمی کو زیادہ سے زیادہ چپ سے نکالنے کے لیے ایل ای ڈی چپ کی ساخت میں بہتری لائی گئی ہے۔
ایل ای ڈی چپ کی گرمی کی کھپت کو بہتر بنانے کے لئے ، بنیادی بہتری بہتر گرمی کی ترسیل کے ساتھ ایک سبسٹریٹ میٹریل استعمال کرنا ہے۔ ابتدائی ایل ای ڈی صرف سی سلکان کو بطور سبسٹریٹ استعمال کرتی تھی۔ بعد میں اسے سبسٹریٹ کے طور پر نیلم میں تبدیل کر دیا گیا۔ تاہم ، نیلم سبسٹریٹ کی تھرمل چالکتا بہت اچھی نہیں ہے (تقریبا 25W/(mK) 100 ° C پر)۔ سبسٹریٹ کی گرمی کی کھپت کو بہتر بنانے کے لیے ، کری ایک سلیکن کاربائیڈ سبسٹریٹ استعمال کرتی ہے جس کی تھرمل چالکتا (490W/() mK)) نیلم سے تقریبا 20 20 گنا زیادہ ہے۔ اور نیلم کو کرسٹل کو مضبوط کرنے کے لیے چاندی کا گلو استعمال کرنے کی ضرورت ہے ، اور چاندی کے گلو کی گرمی کی ترسیل بھی بہت خراب ہے۔ سلیکن کاربائیڈ کا واحد نقصان یہ ہے کہ یہ زیادہ مہنگا ہے۔ فی الحال ، صرف کری سلیکن کاربائیڈ سبسٹریٹس کے ساتھ ایل ای ڈی تیار کرتی ہے۔
شکل 3. نیلم اور سلیکن کاربائیڈ سبسٹریٹ کا ایل ای ڈی ڈھانچہ آریھ۔
سلیکن کاربائیڈ کو بطور سبسٹریٹ استعمال کرنے کے بعد ، یہ بے شک اپنی گرمی کی کھپت کو بہت بہتر بنا سکتا ہے ، لیکن اس کی لاگت بہت زیادہ ہے اور اس میں پیٹنٹ تحفظ ہے۔ حال ہی میں ، گھریلو مینوفیکچررز نے سلیکون مواد کو بطور سبسٹریٹ استعمال کرنا شروع کیا ہے۔ کیونکہ سلیکون سبسٹریٹ پیٹنٹ کے ذریعہ محدود نہیں ہے۔ اور کارکردگی نیلم سے بہتر ہے۔ صرف ایک مسئلہ یہ ہے کہ GaN کی توسیع گتانک سلیکون سے بہت مختلف ہے اور یہ کریکنگ کا شکار ہے۔ حل یہ ہے کہ درمیان میں ایلومینیم نائٹرائیڈ (AlN) کی ایک پرت کو بفر کے طور پر شامل کیا جائے۔
سبسٹریٹ میٹریل تھرمل چالکتا W/(m · K) توسیع گتانک (x10E-6) استحکام تھرمل چالکتا لاگت ESD (antistatic)
سلیکن کاربائیڈ (SiC) 490-1.4 اچھا ہائی اچھا۔
نیلم (Al2O3) 461.9 عام طور پر SiC کا 1/10 ہے۔
سلیکن (سی) 1505-20 اچھا ہے ، نیلم کا 1/10 اچھا ہے۔
ایل ای ڈی چپ پیک کرنے کے بعد ، چپ سے پن تک تھرمل مزاحمت ایپلی کیشن میں سب سے اہم تھرمل مزاحمت ہے۔ عام طور پر ، چپ کے جنکشن ایریا کا سائز گرمی کی کھپت کی کلید ہے۔ مختلف درجہ بندی کی طاقتوں کے لیے ، متعلقہ سائز درکار ہوتے ہیں۔ جنکشن ایریا۔ یہ ایک مختلف تھرمل مزاحمت کے طور پر بھی ظاہر ہوتا ہے۔ ایل ای ڈی کی کئی اقسام کی تھرمل مزاحمت مندرجہ ذیل ہیں۔
ٹائپ اسٹرا ٹوپی ٹیوب پیرانہ 1W سطح کی چمک۔
تھرمل مزاحمت oK/W150-200508-155۔
ابتدائی ایل ای ڈی چپس کو چپ کے باہر بنیادی طور پر دو دھاتی الیکٹروڈ کے ذریعے لے جایا جاتا تھا ، سب سے عام کو ф5 یا F5 کہا جاتا تھا۔
