کون سے عوامل ایل ای ڈی لیمپ کی زندگی کو متاثر کرتے ہیں؟

ایل ای ڈی چپس کا معیار ایل ای ڈی چپس ایل ای ڈی روشنی کے ذرائع کے بنیادی اجزاء ہیں، اور ان کی عمر زیادہ تر ایل ای ڈی لیمپ کی عمر کا تعین کرتی ہے۔ تین عوامل ہیں جو ایل ای ڈی چپ کی زندگی کو متاثر کرتے ہیں، یعنی چپ کی جالیوں کے نقائص، پیکنگ کا عمل اور فاسفر کا معیار۔ سب سے پہلے، ایل ای ڈی چپ بنانے والا مواد کرسٹل ہے۔

شکل 3 میں ایک مثالی کرسٹل دکھایا گیا ہے۔ اگر جالیوں کی ترتیب اتنی اچھی نہیں ہے، اور کچھ جگہوں پر قطاروں کی کمی ہے، جیسا کہ شکل 4 میں دکھایا گیا ہے، تو یہ خرابی LED چپ کی زندگی کو متاثر کرے گی۔ اس کے علاوہ، اگر ایل ای ڈی چپ میں ڈوپ کی گئی نجاست ہماری ضرورت کے مطابق نہیں ہے، تو یہ ایل ای ڈی لائٹ سورس کی زندگی کو بھی متاثر کرے گی۔

دوسری بات یہ کہ آیا ایل ای ڈی کی پیکیجنگ معقول ہے یہ بھی چپ کی زندگی کو متاثر کرنے والا ایک اہم عنصر ہے۔ اس وقت، کئی عالمی شہرت یافتہ کمپنیاں جیسے کری، لوملینڈز، اور جاپان کی نکیا کے پاس پیکیجنگ ٹیکنالوجی نسبتاً زیادہ ہے۔ ایل ای ڈی پیکیجنگ ٹیکنالوجی بھی پیٹنٹ کے ذریعے محفوظ ہے، اور اس کے ایل ای ڈی کی زندگی کی ضمانت ہے۔ تاہم، زیادہ تر دیگر کمپنیوں کے پاس پروڈکٹ پروسیسنگ پیکیجنگ کی بہت سی نقلیں ہیں۔ یہ پراڈکٹس ظاہری شکل میں ٹھیک ہیں، لیکن عمل کی ساخت اور عمل کا معیار ناقص ہے، جو LEDs کی زندگی کو بری طرح متاثر کرتا ہے۔

اس کے علاوہ، ایل ای ڈی چپس کی کارکردگی میں ایک خاص حد تک بازی ہوتی ہے۔ پیکیجنگ سے پہلے، انہیں ایل ای ڈی چپس کے علاقے، روشنی کی کارکردگی اور بہت سے دوسرے اشارے کے مطابق درجہ بندی اور درجہ بندی کرنا چاہئے. اگر پیکیجنگ سے پہلے چپ کو بند نہیں کیا جاتا ہے تو، پیکیجنگ کے بعد تیار شدہ مصنوعات کی روشنی کی پیداوار کی شرح لامحالہ ناہموار ہوگی۔ کہنے کا مطلب یہ ہے کہ ایل ای ڈی کی پیکیجنگ اور پیکیجنگ سے پہلے بائننگ بھی اہم عوامل ہیں جو ایل ای ڈی کی زندگی کو متاثر کرتے ہیں۔

آخر میں، فاسفر کا معیار ایل ای ڈی چپ کی زندگی کو بھی متاثر کرتا ہے۔ فی الحال، ایل ای ڈی چپس کے لیے سفید روشنی پیدا کرنے کے بہت سے طریقے ہیں، جن میں سے دو فاسفر پاؤڈر کے ذریعے ہیں۔ ایک طریقہ یہ ہے کہ ایل ای ڈی بلیو لائٹ چپ پر YAG (یٹریئم ایلومینیم گارنیٹ، یٹریئم ایلومینیم گارنیٹ) فاسفور کوٹ کریں۔

جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، مختصر طول موج والے فوٹون لمبی طول موج والے فوٹون سے زیادہ توانائی بخش ہوتے ہیں۔ لہذا، چپ کے ذریعے خارج ہونے والی نیلی روشنی (مختصر طول موج) فاسفر کو 500 nm ~ 560 nm کی پیلی سبز روشنی (نیلی روشنی سے زیادہ طول موج)، نیلی روشنی اور سفید روشنی کی پیلے سبز فوٹو سنتھیس پیدا کرنے کے لیے پرجوش کرتی ہے۔ اس طریقے سے سفید روشنی حاصل کرنے کی لاگت نسبتاً کم ہے، لیکن فاسفر کی یکسانیت کو کنٹرول کرنا مشکل ہے، اور چپ کو کچھ عرصے تک استعمال کرنے کے بعد، روشنی کا اثر اور رنگ کا درجہ حرارت اس کے مطابق بدل جائے گا۔ دوسرا طریقہ یہ ہے کہ ایل ای ڈی چپ کو الٹرا وائلٹ شعاعیں خارج کرنے دیں، جو پھر آر جی بی (سرخ، سبز اور نیلے رنگ کے بنیادی رنگ) فاسفورس کو سرخ، سبز اور نیلے رنگ کی بنیادی رنگ کی روشنیوں کو پیدا کرنے کے لیے اکسیٹ کرتی ہیں، اور پھر تین بنیادی رنگ کی روشنیوں کو سفید روشنی میں ملاتی ہے۔

چونکہ بالائے بنفشی شعاعوں کی فوٹوون توانائی نسبتاً زیادہ ہوتی ہے، اس لیے پیکیجنگ مواد کی ایپوکسی رال عمر کے لحاظ سے آسان ہے، جو ایل ای ڈی چپ کی زندگی کو بھی متاثر کرے گی۔ اگر ایل ای ڈی چپ ایل ای ڈی لیمپ کی زندگی کا "شارٹ بورڈ" بن جاتی ہے، تو مندرجہ بالا تین عوامل میں سے کون سا مسئلہ ہے، کون سا "شارٹ بورڈ" ہے جو ایل ای ڈی چپ اور لیمپ کی زندگی کو متاثر کرتا ہے۔ 2 ایل ای ڈی گرمی کی کھپت کا نظام جب ایل ای ڈی لیمپ کے بارے میں بات کرتے ہیں، تو اس بارے میں بھی مختلف نظریات موجود ہیں کہ آیا انفراریڈ موجود ہے اور کتنی حرارت پیدا ہوتی ہے۔ درحقیقت، سفید روشنی کے اخراج کے لیے ایل ای ڈی روشنی کے منبع کے برائٹ فلکس کی نظریاتی قدر 300 lm/W سے زیادہ ہونی چاہیے۔

ہائی پاور LED لائٹ سورس فی الحال صرف 80 lm/W~100 lm/W تک پہنچتا ہے، یعنی تقریباً 1/3 برقی توانائی مرئی روشنی بن جاتی ہے، اور زیادہ تر برقی توانائی حرارت کی توانائی بن جاتی ہے۔ گرمی کی توانائی کو گرمی کی ترسیل اور حرارت کی تابکاری کی شکل میں ختم کیا جانا چاہئے۔ لہذا، ہائی پاور ایل ای ڈی لیمپ کی گرمی کی کھپت کا نظام بہت اہم ہے.

ایل ای ڈی لائٹ سورس کا پی این جنکشن درجہ حرارت کے لیے بہت حساس ہے۔ اعلی درجہ حرارت ایل ای ڈی چپ کی زندگی کو بہت کم کردے گا۔ جیسا کہ شکل 6 میں دکھایا گیا ہے، یہ کری کی طرف سے دی گئی ہائی پاور والی سفید ایل ای ڈی کی روشنی کی کمی ہے۔ بین الاقوامی پریکٹس کے مطابق (جسے روشنی کے منبع کی اصل تصریح میں بھی بیان کیا گیا ہے)، روشنی کے منبع کی مؤثر زندگی کی تعریف اس طرح کی گئی ہے: جب روشنی کا بہاؤ ابتدائی قدر کے 70 فیصد تک گر جاتا ہے، روشنی کا منبع زندگی کے اختتام پر بھی۔

مختلف درجہ حرارت پر ایل ای ڈی لائٹ سورس کے پی این جنکشن کی موثر زندگی کو سبز افقی لکیر کے چوراہے اور ہر ایک وکر میں دکھایا گیا ہے۔ یہ شکل 6 سے دیکھا جا سکتا ہے کہ جب PN جنکشن کا درجہ حرارت 75 ° C ہے، زندگی بھر 51,000 h (سبز وکر) ہے؛ جب درجہ حرارت 85 ° C ہے، زندگی بھر 22,000 h (پیلا وکر) ہے؛ جب درجہ حرارت 95 ° C ہے، زندگی بھر 18000 h (گلابی وکر) ہے؛ جب درجہ حرارت 105 ° C ہے، زندگی بھر 12000 h (سرخ وکر) ہے. درحقیقت، ہائی پاور ایل ای ڈی لیمپ کا PN جنکشن درجہ حرارت اس وقت تقریباً 105 °C ہے، یعنی LED چپ کی زندگی صرف 10,000 گھنٹے سے زیادہ ہے۔

اگر لیمپ کی گرمی کی کھپت کی حالت اچھی نہیں ہے تو، ایل ای ڈی چپ کے پی این جنکشن کا درجہ حرارت بہت زیادہ بڑھ جائے گا، اور ایل ای ڈی چپ کو تیزی سے نقصان پہنچے گا۔ اس وقت، گرمی کی کھپت کا نظام ایل ای ڈی لیمپ کی زندگی کا "مختصر بورڈ" بن جاتا ہے. گرمی کی کھپت کے نظام کا ایل ای ڈی چپس کی زندگی پر بہت زیادہ اثر پڑتا ہے۔ اگر ایک ہی کوالٹی کے چپس کو مختلف لیمپوں میں رکھا جائے تو زندگی کا دورانیہ کئی گنا یا درجنوں بار مختلف ہوگا۔ ایک چراغ چاہے ڈیزائن کامیاب ہو، نظری نظام کے علاوہ، گرمی کی کھپت کا نظام فیصلہ کن کردار ادا کرتا ہے۔

3 ڈرائیونگ پاور ایل ای ڈی لیمپ کی زندگی میں ڈرائیونگ پاور کلیدی کردار ادا کرتی ہے۔ یہ ایک ایسا مسئلہ ہے جسے آسانی سے نظر انداز کر دیا جاتا ہے، اور یہ ہائی پاور ایل ای ڈی لیمپ کے موجودہ فروغ میں رکاوٹ بھی ہو سکتا ہے۔ لیمپ کو چیک کرتے وقت، اکثر ایسا ہوتا ہے کہ ایل ای ڈی چپ کو نقصان نہیں پہنچا ہے، لیکن ڈرائیونگ پاور سپلائی خراب ہے۔ عام طور پر، ایل ای ڈی چپ کی زندگی ڈرائیونگ پاور سپلائی سے کہیں زیادہ ہوتی ہے۔

مثال کے طور پر، کری کی XLamp سیریز کی پروڈکٹ 7090XR-E ایک سفید روشنی والی LED چپ ہے، اس کے عام آپریٹنگ پیرامیٹرز 3.5 V، 700 mA (2.45 W) ہیں، اور PN جنکشن کا درجہ حرارت 80. C ہے (یہ درجہ حرارت صرف ایک بہت اچھے گرمی کی کھپت کے نظام سے حاصل کیا جا سکتا ہے)، جب ابتدائی طور پر 70 فیصد کی قدر کم ہو جاتی ہے۔ چپ کی زندگی 50,000 گھنٹے ہے۔ اس وقت بہترین ڈرائیونگ پاور کی زندگی 30,000 گھنٹے سے تجاوز کر چکی ہے، اور ناقص ڈرائیونگ پاور کی زندگی صرف چند ہزار گھنٹے ہے۔

اگر ایل ای ڈی لیمپ اعلی معیار کی چپس کا استعمال کرتے ہیں اور گرمی کی کھپت کا نظام اچھی طرح سے کیا جاتا ہے، تو ڈرائیونگ پاور سپلائی کی زندگی ایک کمزور لنک بن سکتی ہے. 4 مؤثر زندگی اور روشنی کے زوال کے اشارے کے لیے مختلف معیارات استعمال کیے جاتے ہیں، اور LED روشنی کے ذرائع کے بارے میں اکثر بہت کم جانا جاتا ہے۔ لوگ غلط فہمیاں پیدا کرتے ہیں۔ جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں، روایتی روشنی کے ذرائع کی زندگی کے دو ورژن ہیں، ایک کو مکمل زندگی کہا جاتا ہے، اور دوسرے کو موثر زندگی کہا جاتا ہے۔ مکمل زندگی کو اگنیشن سے لے کر زندگی کے اختتام تک روشنی کے منبع کے کل مجموعی اگنیشن وقت کے طور پر بیان کیا جاتا ہے (روشنی نہیں)۔

موثر لائف سے مراد روشنی کے منبع کے مجموعی اگنیشن کا وقت ہوتا ہے جب روشنی کے منبع کے جلنے کے بعد اس کا برائٹ فلوکس ابتدائی قدر کے 70 فیصد تک گر جاتا ہے۔ چونکہ روشنی کے منبع کا چمکدار بہاؤ ابتدائی قدر کے 70% سے لے کر زندگی کے اختتام تک طویل عرصے تک قائم رہ سکتا ہے (روشن نہیں)، زیادہ تر روشنی کے ذرائع کی موثر زندگی پوری زندگی سے بہت کم ہے۔ ایل ای ڈی روشنی کا ذریعہ ایک نیا روشنی کا ذریعہ ہے، اور نئے روشنی کے ذریعہ کی مؤثر زندگی متنازعہ نہیں ہے.

اس وقت، L70 عام طور پر دنیا میں ایل ای ڈی روشنی کے ذرائع کی زندگی کا جائزہ لینے کے لیے ایک معیار کے طور پر درج ہے۔ نام نہاد L70 سے مراد روشنی کے منبع کی موثر زندگی ہے جب LED روشنی کے منبع کے ابتدائی برائٹ فلوکس کو 1.0 (یعنی 100%) سمجھا جاتا ہے، اور برائٹ فلوکس ابتدائی قدر کے 70% تک گر جاتا ہے۔ گھریلو ایل ای ڈی انڈسٹری میں، کچھ مینوفیکچررز ایل ای ڈی لائٹس کے لائف اسٹینڈرڈ کے طور پر ابتدائی قیمت کے 50٪ تک برائٹ فلوکس کشینشن کو مانتے ہیں۔

شکل 6 سے دیکھا جا سکتا ہے کہ جب LED کے PN جنکشن کا ورکنگ ٹمپریچر 105 °C ہوتا ہے، تو لائف اسپین 12 000 h ہوتی ہے جب روشنی ابتدائی قدر کے 70% تک گر جاتی ہے، اور لائف اسپیئن 21 000 h ہوتی ہے جب روشنی ابتدائی قدر کے 50% تک گر جاتی ہے۔ دونوں قدریں بالکل مختلف ہیں۔ لائٹنگ ایپلی کیشنز میں مصروف تکنیکی ماہرین غلط فیصلے کر سکتے ہیں اگر وہ دونوں معیارات کے درمیان فرق نہیں جانتے۔ 5 فلم اور ٹیلی ویژن کے مرحلے میں ایل ای ڈی لیمپ کے لیے کلر رینڈرنگ انڈیکس اور کلر ٹمپریچر کے بارے میں، یہاں تک کہ اگر برائٹ فلوکس ابتدائی قدر کے 70 فیصد تک نہیں گرا ہے، اگر رنگ رینڈرنگ انڈیکس Ra بہت زیادہ کم ہو جائے یا روشنی کے منبع کا رنگ درجہ حرارت بہت زیادہ تبدیل ہو جائے، تو اسے اس کی زندگی کا اختتام سمجھا جانا چاہیے۔

چونکہ کلر رینڈرنگ انڈیکس یا رنگ کا درجہ حرارت بہت زیادہ تبدیل ہوتا ہے، اور ہر لیمپ کا رنگ درجہ حرارت مختلف ہوتا ہے، اس لیے لیمپ اپنی استعمال کی قدر کھو دیتا ہے۔