कौन से कारक एलईडी लैंप के जीवन को प्रभावित करते हैं?

एलईडी चिप्स की गुणवत्ता एलईडी चिप्स, एलईडी प्रकाश स्रोतों के मुख्य घटक हैं, और उनका जीवनकाल काफी हद तक एलईडी लैंप के जीवनकाल को निर्धारित करता है। एलईडी चिप के जीवनकाल को प्रभावित करने वाले तीन कारक हैं: चिप के जाली दोष, पैकेजिंग प्रक्रिया और फॉस्फोर की गुणवत्ता। सबसे पहले, एलईडी चिप बनाने वाली सामग्री क्रिस्टल है।

एक आदर्श क्रिस्टल चित्र 3 में दिखाया गया है। यदि जाली व्यवस्था अच्छी नहीं है, और कुछ स्थानों पर पंक्तियों का अभाव है, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है, तो यह दोष एलईडी चिप के जीवन को प्रभावित करेगा। इसके अलावा, यदि एलईडी चिप में डाली गई अशुद्धियाँ हमारी ज़रूरत के अनुसार नहीं हैं, तो यह एलईडी प्रकाश स्रोत के जीवन को भी प्रभावित करेगा।

दूसरा, एलईडी की पैकेजिंग उचित है या नहीं, यह भी चिप के जीवनकाल को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। वर्तमान में, क्री, ल्यूमिलेंड्स और जापान की निचिया जैसी कई विश्व-प्रसिद्ध कंपनियों की पैकेजिंग तकनीक अपेक्षाकृत उच्च स्तर की है। एलईडी पैकेजिंग तकनीक पेटेंट द्वारा भी सुरक्षित है, और इसकी एलईडी की जीवन अवधि की गारंटी है। हालाँकि, अधिकांश अन्य कंपनियों के पास उत्पाद प्रक्रिया पैकेजिंग की कई नकलें हैं। ये उत्पाद दिखने में तो ठीक-ठाक हैं, लेकिन प्रक्रिया संरचना और प्रक्रिया गुणवत्ता खराब है, जो एलईडी के जीवनकाल को गंभीर रूप से प्रभावित करती है।

इसके अलावा, एलईडी चिप्स के प्रदर्शन में एक निश्चित मात्रा में फैलाव होता है। पैकेजिंग से पहले, उन्हें एलईडी चिप्स के क्षेत्र, प्रकाश दक्षता और कई अन्य संकेतकों के अनुसार वर्गीकृत और वर्गीकृत किया जाना चाहिए। यदि पैकेजिंग से पहले चिप को बिनिंग नहीं किया जाता है, तो पैकेजिंग के बाद तैयार उत्पाद की प्रकाश उत्पादन दर अनिवार्य रूप से असमान होगी। दूसरे शब्दों में, एलईडी की पैकेजिंग और पैकेजिंग से पहले बिनिंग भी एलईडी के जीवन को प्रभावित करने वाले महत्वपूर्ण कारक हैं।

अंत में, फॉस्फोर की गुणवत्ता भी एलईडी चिप के जीवनकाल को प्रभावित करती है। वर्तमान में, एलईडी चिप्स द्वारा श्वेत प्रकाश उत्पन्न करने के कई तरीके हैं, जिनमें से दो फॉस्फोर पाउडर के माध्यम से हैं। एक तरीका एलईडी नीली प्रकाश चिप पर YAG (यिट्रियम एल्युमिनियम गार्नेट, यिट्रियम एल्युमिनियम गार्नेट) फॉस्फोर की परत चढ़ाना है।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, लघु तरंग दैर्ध्य वाले फोटॉन लंबे तरंग दैर्ध्य वाले फोटॉन की तुलना में अधिक ऊर्जावान होते हैं। इसलिए, चिप द्वारा उत्सर्जित नीला प्रकाश (लघु तरंग दैर्ध्य) फॉस्फोर को 500 एनएम ~ 560 एनएम (नीले प्रकाश से लंबी तरंग दैर्ध्य) के पीले-हरे प्रकाश, नीले प्रकाश और पीले-हरे रंग का उत्पादन करने के लिए उत्तेजित करता है। सफेद प्रकाश का प्रकाश संश्लेषण। इस विधि से सफेद प्रकाश प्राप्त करने की लागत अपेक्षाकृत कम है, लेकिन फॉस्फोर की एकरूपता को नियंत्रित करना मुश्किल है, और चिप का उपयोग समय की अवधि के लिए करने के बाद, प्रकाश प्रभाव और रंग का तापमान तदनुसार बदल जाएगा। एक अन्य विधि यह है कि एलईडी चिप को पराबैंगनी किरणों का उत्सर्जन करने दिया जाए, जो फिर आरजीबी (लाल, हरा और नीला प्राथमिक रंग) फॉस्फोर को लाल, हरे और नीले प्राथमिक रंग की रोशनी का उत्पादन करने के लिए उत्तेजित करते हैं

चूँकि पराबैंगनी किरणों की फोटॉन ऊर्जा अपेक्षाकृत अधिक होती है, इसलिए पैकेजिंग सामग्री का एपॉक्सी रेज़िन आसानी से पुराना हो जाता है, जिसका प्रभाव एलईडी चिप के जीवन पर भी पड़ता है। यदि एलईडी चिप, एलईडी लैंप के जीवन का "शॉर्ट बोर्ड" बन जाती है, तो उपरोक्त तीन कारकों में से किसमें समस्या है, और कौन सा "शॉर्ट बोर्ड" एलईडी चिप और लैंप के जीवन को प्रभावित करता है। 2 एलईडी ऊष्मा अपव्यय प्रणाली: एलईडी लैंप की बात करें तो, इस बारे में भी विभिन्न सिद्धांत हैं कि क्या अवरक्त मौजूद है और कितनी ऊष्मा उत्पन्न होती है। वास्तव में, सफेद प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए एलईडी प्रकाश स्रोत के चमकदार प्रवाह का सैद्धांतिक मान 300 lm/W से अधिक होना चाहिए।

उच्च-शक्ति एलईडी प्रकाश स्रोत वर्तमान में केवल 80 lm/W ~ 100 lm/W तक पहुँचता है, अर्थात, विद्युत ऊर्जा का लगभग 1/3 भाग दृश्य प्रकाश बन जाता है, और अधिकांश विद्युत ऊर्जा ऊष्मा ऊर्जा बन जाती है। ऊष्मा ऊर्जा का अपव्यय ऊष्मा चालन और ऊष्मा विकिरण के रूप में होना चाहिए। इसलिए, उच्च-शक्ति एलईडी लैंप की ऊष्मा अपव्यय प्रणाली अत्यंत महत्वपूर्ण है।

एलईडी प्रकाश स्रोत का पीएन जंक्शन तापमान के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है। उच्च तापमान एलईडी चिप के जीवन को बहुत कम कर देगा। जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है, यह क्री द्वारा दिया गया उच्च-शक्ति वाले सफेद एलईडी का प्रकाश क्षय है। अंतर्राष्ट्रीय अभ्यास (मूल प्रकाश स्रोत विनिर्देश में भी निर्धारित) के अनुसार, प्रकाश स्रोत का प्रभावी जीवन इस प्रकार परिभाषित किया गया है: जब चमकदार प्रवाह प्रारंभिक मान के 70% तक कम हो जाता है, तब भी प्रकाश स्रोत का जीवन समाप्त हो जाता है।

विभिन्न तापमानों पर एलईडी प्रकाश स्रोत के पीएन जंक्शन का प्रभावी जीवन हरे रंग की क्षैतिज रेखा और आकृति में प्रत्येक वक्र के प्रतिच्छेदन द्वारा दर्शाया गया है। चित्र 6 से देखा जा सकता है कि जब पीएन जंक्शन का तापमान 75°C होता है, तो जीवनकाल 51,000 घंटे (हरा वक्र) होता है; जब तापमान 85°C होता है, तो जीवनकाल 22,000 घंटे (पीला वक्र) होता है; जब तापमान 95°C होता है, तो जीवनकाल 18000 घंटे (गुलाबी वक्र) होता है; जब तापमान 105°C होता है, तो जीवनकाल 12000 घंटे (लाल वक्र) होता है। वास्तव में, उच्च-शक्ति वाले एलईडी लैंप का पीएन जंक्शन तापमान वर्तमान में लगभग 105°C होता है, अर्थात, एलईडी चिप का जीवन केवल 10,000 घंटे से अधिक होता है।

यदि लैंप की ऊष्मा अपव्यय स्थिति अच्छी नहीं है, तो एलईडी चिप के पीएन जंक्शन का तापमान बहुत अधिक बढ़ जाएगा, और एलईडी चिप जल्दी खराब हो जाएगी। इस समय, ऊष्मा अपव्यय प्रणाली एलईडी लैंप के जीवन का "शॉर्ट बोर्ड" बन जाती है। ऊष्मा अपव्यय प्रणाली का एलईडी चिप्स के जीवन पर बहुत प्रभाव पड़ता है। यदि समान गुणवत्ता वाले चिप्स को अलग-अलग लैंप में रखा जाए, तो जीवन काल कई गुना या दर्जनों गुना तक भिन्न हो सकता है। एक लैंप का डिज़ाइन सफल है या नहीं, इसमें ऑप्टिकल सिस्टम के अलावा, ऊष्मा अपव्यय प्रणाली भी निर्णायक भूमिका निभाती है।

3 ड्राइविंग पावर: एलईडी लैंप के जीवनकाल में ड्राइविंग पावर की अहम भूमिका होती है। यह एक ऐसी समस्या है जिसे आसानी से नज़रअंदाज़ कर दिया जाता है, और यह उच्च-शक्ति वाले एलईडी लैंप के मौजूदा प्रचार में एक अड़चन भी बन सकती है। लैंप की जाँच करते समय, अक्सर ऐसा होता है कि एलईडी चिप क्षतिग्रस्त नहीं होती, बल्कि ड्राइविंग पावर सप्लाई खराब होती है। आमतौर पर, एलईडी चिप का जीवनकाल ड्राइविंग पावर सप्लाई की तुलना में बहुत लंबा होता है।

उदाहरण के लिए, क्री की एक्सलैम्प श्रृंखला का उत्पाद 7090XR-E एक श्वेत प्रकाश एलईडी चिप है। इसके विशिष्ट ऑपरेटिंग पैरामीटर 3.5 V, 700 mA (2.45 W) हैं, और PN जंक्शन तापमान 80°C है (यह तापमान केवल एक बहुत अच्छी ऊष्मा अपव्यय प्रणाली द्वारा ही प्राप्त किया जा सकता है)। जब चमकदार प्रवाह प्रारंभिक मान के 70% तक कम हो जाता है, तो चिप का जीवनकाल 50,000 घंटे होता है। वर्तमान में, सर्वोत्तम ड्राइविंग शक्ति का जीवनकाल 30,000 घंटे से अधिक हो गया है, और कमज़ोर ड्राइविंग शक्ति का जीवनकाल केवल कुछ हज़ार घंटे ही है।

यदि एलईडी लैंप उच्च-गुणवत्ता वाले चिप्स का उपयोग करते हैं और ऊष्मा अपव्यय प्रणाली अच्छी तरह से की जाती है, तो ड्राइविंग पावर सप्लाई का जीवन एक कमज़ोर कड़ी बन सकता है। प्रभावी जीवन और प्रकाश क्षय के संकेतकों के लिए अलग-अलग मानकों का उपयोग किया जाता है, और एलईडी प्रकाश स्रोतों के बारे में अक्सर बहुत कम जानकारी होती है। लोग गलतफहमियाँ पैदा करते हैं। जैसा कि हम सभी जानते हैं, पारंपरिक प्रकाश स्रोतों के जीवन के दो संस्करण हैं, एक को पूर्ण जीवन कहा जाता है, और दूसरे को प्रभावी जीवन कहा जाता है। पूर्ण जीवन को प्रकाश स्रोत के प्रज्वलन से लेकर जीवन के अंत (प्रज्वलित न होने) तक के कुल संचयी प्रज्वलन समय के रूप में परिभाषित किया जाता है।

प्रभावी जीवन, प्रकाश स्रोत के संचयी प्रज्वलन समय को संदर्भित करता है जब प्रकाश स्रोत के प्रज्वलित होने के बाद उसका दीप्त प्रवाह प्रारंभिक मान के 70% तक कम हो जाता है। चूँकि प्रकाश स्रोत का दीप्त प्रवाह प्रारंभिक मान के 70% से लेकर जीवन के अंत (उज्ज्वल नहीं) तक लंबे समय तक बना रह सकता है, इसलिए अधिकांश प्रकाश स्रोतों का प्रभावी जीवन पूर्ण जीवन से बहुत कम होता है। एलईडी प्रकाश स्रोत एक नया प्रकाश स्रोत है, और नए प्रकाश स्रोत का प्रभावी जीवन विवादास्पद नहीं है।

वर्तमान में, L70 को आमतौर पर दुनिया भर में एलईडी प्रकाश स्रोतों के जीवनकाल के मूल्यांकन के लिए एक मानक के रूप में सूचीबद्ध किया जाता है। तथाकथित L70, प्रकाश स्रोत के प्रभावी जीवनकाल को संदर्भित करता है जब एलईडी प्रकाश स्रोत का प्रारंभिक दीप्त प्रवाह 1.0 (अर्थात 100%) माना जाता है, और दीप्त प्रवाह प्रारंभिक मान के 70% तक कम हो जाता है। घरेलू एलईडी उद्योग में, कुछ निर्माता प्रारंभिक मान के 50% तक दीप्त प्रवाह क्षीणन (जिसे आमतौर पर अर्ध-आयु कहा जाता है) को एलईडी लाइटों का जीवनकाल मानक मानते हैं।

चित्र 6 से देखा जा सकता है कि जब एलईडी के पीएन जंक्शन का कार्य तापमान 105 डिग्री सेल्सियस होता है, तो जीवनकाल 12 000 घंटे होता है जब प्रकाश प्रारंभिक मूल्य के 70% तक कम हो जाता है, और जीवनकाल 21 000 घंटे होता है जब प्रकाश प्रारंभिक मूल्य के 50% तक कम हो जाता है। दोनों मूल्य काफी भिन्न हैं। प्रकाश अनुप्रयोगों में लगे तकनीशियन गलत निर्णय ले सकते हैं यदि वे दो मानकों के बीच अंतर नहीं जानते हैं। 5 रंग प्रतिपादन सूचकांक और रंग तापमान के बारे में फिल्म और टेलीविजन चरण में एलईडी लैंप के लिए, भले ही चमकदार प्रवाह प्रारंभिक मूल्य के 70% तक कम न हुआ हो, अगर रंग प्रतिपादन सूचकांक रा बहुत कम हो जाता है या प्रकाश स्रोत का रंग तापमान बहुत अधिक बदल जाता है, तो इसे इसके जीवन का अंत माना जाना चाहिए।

क्योंकि रंग प्रतिपादन सूचकांक या रंग तापमान बहुत अधिक बदलता है, और प्रत्येक लैंप का रंग तापमान अलग होता है, इसलिए लैंप अपना उपयोग मूल्य खो देता है।