ایک برقی جزو جو خلا میں روشنی کے اخراج کے لیے استعمال ہوتا ہے اسے لائٹنگ فکسچر کہا جاتا ہے۔ "ہائی بے" اور "لو بے" لائٹنگ کے الفاظ، جو بنیادی طور پر اس میں شامل چھتوں کے علاقے اور اونچائی کی وضاحت کرتے ہیں، روشنی کے کاروبار میں اکثر استعمال ہوتے ہیں۔ ایک لائٹنگ فکسچر جسے ہائی بے لیومینیئر کہتے ہیں صنعتی مقامات کے لیے بنایا جاتا ہے جو زمین یا کام کی سطح سے اوپر ہوتی ہیں۔ ہائی بے لائٹنگ کے لیے درخواستوں میں "ہائی بے" میں استعمال کے لیے بنائے گئے لائٹنگ سسٹم شامل ہو سکتے ہیں جیسے گودام، صنعتی پلانٹس، بڑے خوردہ ادارے، کھیلوں کے میدان، یا اس طرح کی، جہاں چھتیں 30 فٹ یا اس سے زیادہ ہو سکتی ہیں۔
روایتی ایچ آئی ڈی ہائی بےز کے مقابلے میں، ایل ای ڈی ہائی بے لیومینیئرز بہت سے فوائد فراہم کرتے ہیں، جن میں توانائی کی کھپت میں کمی، زیادہ ڈرائیونگ کرنٹ پر بہتر پیداوار، طویل عمر، مضبوطی میں اضافہ، چھوٹا سائز، تیز سوئچنگ، اور غیر معمولی استحکام اور انحصار شامل ہیں۔ تاہم، ایل ای ڈی اوور ہیٹنگ کی وجہ سے پیدا ہونے والی پیچیدگیاں سالڈ سٹیٹ لائٹنگ کے استعمال کے ساتھ ایک سنگین مسئلہ ہیں۔
حرارت اور روشنی کا ذریعہ ایل ای ڈی ہے۔
سیمی کنڈکٹر ڈایڈڈ ٹھوس ریاستی روشنی کے آلات کی بنیاد ہے، جس کی نمائندگی روشنی سے خارج کرنے والے ڈایڈس سے ہوتی ہے۔ الیکٹران اور سوراخ اس وقت دوبارہ جڑ جاتے ہیں جب ڈائیوڈ کو آگے بڑھایا جاتا ہے (فعال یا سوئچ آن کیا جاتا ہے)، روشنی کی شکل میں توانائی جاری کرتے ہیں۔ یہ آپٹو الیکٹرانک آلات توانائی کو روشنی میں بدلنے کے نتیجے میں حرارت پیدا کرتے ہیں، جسے اگر بننے دیا جائے تو کام کرنے والے درجہ حرارت میں اضافہ ہو سکتا ہے، جس کے نتیجے میں کارکردگی خراب ہو جاتی ہے اور جلد ناکامی ہوتی ہے۔ جنکشن کے درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے اور مثالی مستحکم حالت کے آپریٹنگ درجہ حرارت تک پہنچنے کی صلاحیت اکثر ایل ای ڈی کی کارکردگی کا تعین کرتی ہے۔ بدتر روشنی کی پیداوار، بدتر luminaire کارکردگی، ایک غالب طول موج، اور اس سے بھی کم متوقع زندگی اکثر اعلی جنکشن درجہ حرارت کے ساتھ منسلک ہوتے ہیں۔ LED کے جنکشن کا درجہ حرارت اس کی مجموعی کارکردگی اور L70 زندگی دونوں پر کافی اثر ڈالتا ہے۔ گیلیم نائٹرائڈ (GaN) LED کے لیے، جنکشن درجہ حرارت (25 ڈگری سے زیادہ) میں ہر 10 ڈگری اضافے پر زندگی کا دورانیہ 10 kHrs (1000 گھنٹے) کم کیا جا سکتا ہے۔ اگر جنکشن کا درجہ حرارت 40 ڈگری سے 70 ڈگری تک بڑھایا جائے تو ایل ای ڈی کی کارکردگی 10 فیصد سے زیادہ کم ہو جائے گی۔ کارکردگی کو برقرار رکھنے اور جنکشن کے درجہ حرارت اور محیطی درجہ حرارت میں ایک خاص تبدیلی کے لیے LED فکسچر کے آپریٹنگ درجہ حرارت کو ریگولیٹ کرنے کے لیے، مناسب تھرمل مینجمنٹ حل وضع کرنا ضروری ہے۔
اعلی محیطی درجہ حرارت والے علاقوں میں ہائی بے لائٹنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔
لائٹنگ فکسچر اکثر اونچی بے عمارتوں میں چھت پر یا اس کے قریب نصب ہوتے ہیں۔ مناسب روشنی فراہم کرنے کے لیے، ان لیمپوں میں عام طور پر ہائی پاور ایل ای ڈی کا استعمال کیا جاتا ہے۔ ایل ای ڈی کو دیا جانے والا برقی رو اور ایل ای ڈی کا آپریٹنگ درجہ حرارت دونوں اس بات پر اثر انداز ہوتے ہیں کہ یہ کتنی روشنی پیدا کرتی ہے۔ ہائی الیکٹریکل ڈرائیو سگنلز کو ہائی برائٹ فلوکس کے ساتھ ایل ای ڈی چلانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، تاہم ایسا کرنے سے اکثر ایل ای ڈی زیادہ درجہ حرارت پر کام کرتی ہیں۔ مزید برآں، ہائی بے ایپلی کیشنز عام طور پر ان سیٹنگز میں کام کرتی ہیں جو کم بے ایپلی کیشنز سے زیادہ سنکنرن اور شدید ہوتی ہیں۔ خاص طور پر مینوفیکچرنگ سہولیات جیسے سٹیل ملز، کاسٹنگ فاؤنڈریز، اور شیشے کے پروڈکشن پلانٹس میں، ہائی بے سیٹنگز میں زیادہ محیط درجہ حرارت، زیادہ ہوا سے چلنے والی دھول اور تیل کے ذرات ہو سکتے ہیں۔ ایک ایل ای ڈی ایک چھوٹی سی جگہ اور/یا اعلی محیطی درجہ حرارت والے ماحول میں کام کرتے ہوئے اس کے ساتھ والے سرکٹری سے پیدا ہونے والی گرمی سے خراب ہو سکتی ہے۔
نتیجے کے طور پر، اعلی محیطی درجہ حرارت والے علاقوں میں ہائی پاور لائٹنگ کا استعمال کرتے ہوئے LED فکسچر کے اندر پیدا ہونے والی گرمی کا انتظام کرنا بہت ضروری ہے۔ تھرمل مینجمنٹ سے مراد ایک نظام کی صلاحیت ہے کہ وہ اعلی فکسچر سے اضافی حرارت کو ہٹا دے جو جنکشن پر جمع ہوتی ہے، جو اکثر فاسفر کو خراب کر سکتی ہے اور لیمپ کی زندگی کو مختصر کر سکتی ہے۔ پریمیم luminaire مواد، بہتر گرمی کی کھپت کے ڈیزائن، اور یہاں تک کہ درجہ حرارت کے سینسر کے استعمال کے ساتھ جو بہت زیادہ گرمی پیدا ہونے پر روشنیوں کو خود بخود کم کر دیتے ہیں، LED بنانے والے ہمیشہ زیادہ درجہ حرارت کے لیے اپنے ڈیزائن کو بہتر بنا رہے ہیں۔
زندہ رہنے کے لیے اعلیٰ معیار کی ایل ای ڈی استعمال کریں۔
عام طور پر، اعلیٰ معیار کی ایل ای ڈی پائیدار اجزاء ہیں جو گرم ماحول میں کام کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، CREE XM-L LEDs 150 ڈگری تک جنکشن درجہ حرارت پر کام کر سکتے ہیں۔ 25 ڈگری پر رشتہ دار روشنی کی پیداوار کے مقابلے میں 60 ڈگری کے محیطی درجہ حرارت پر LED luminaires کی نسبتہ روشنی کی پیداوار صرف 10 فیصد گرتی ہے۔ حرارتی مزاحمت ایک اصطلاح ہے جو ایل ای ڈی سیکٹر میں حرارت کی نقل و حمل کی آلے کی مجموعی صلاحیت کو بیان کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ خود ایل ای ڈی کا حرارت پھیلانے والا کنکشن اور پیکیجنگ کم سے کم تھرمل مزاحمتی راستوں کے ساتھ ڈیزائن کیا گیا ہے۔ زیادہ سے زیادہ طاقت جو LED پیکج میں ختم ہو سکتی ہے اس کا انحصار اس کے تھرمل مزاحمت کے ساتھ ساتھ اس کے زیادہ سے زیادہ کام کرنے والے درجہ حرارت پر ہوتا ہے۔ ایل ای ڈی جنکشن اور ارد گرد کی ہوا کے درمیان تھرمل مزاحمت زیادہ سے زیادہ فارورڈ کرنٹ کا تعین کرتی ہے۔ مضبوط ایل ای ڈی جنکشن کا درجہ حرارت مضبوط تھرمل مزاحمت کے ساتھ ایل ای ڈی کے اندر بڑی گرمی کی تعمیر کا نتیجہ ہے۔ جب ایسا ہوتا ہے تو، ایل ای ڈی میں بڑھتے ہوئے جنکشن کے درجہ حرارت کے اثرات آگے بڑھتے ہوئے کرنٹ کے اثرات کو متوازن کر سکتے ہیں، جس کی وجہ سے ایل ای ڈی فارورڈ کرنٹ میں اضافے کے باوجود اپنی روشنی کی پیداوار کی سطح کو برقرار رکھتا ہے یا اس سے بھی کم کر سکتا ہے۔ luminaire کی زندگی اور آپٹیکل خصوصیات کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے، یہ بہت ضروری ہے کہ luminaire کو اس طرح سے بنایا جائے جس سے ٹانکا لگانے والے نقطہ سے محیط تک گرمی کی مزاحمت کو کم سے کم کیا جائے۔ OSRAM Opto Semiconductors کی طرف سے پیش کردہ OSLON Square LED فیملی کی تھرمل مزاحمت صرف 3.8 K/W ہے، جو خاص طور پر اعلی محیطی درجہ حرارت میں اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتی ہے اور 50،{11}} گھنٹے سے زیادہ کی عمر حاصل کر سکتی ہے۔ ایل ای ڈی میں 135 ڈگری تک درجہ حرارت۔ جنکشن کے درجہ حرارت کو 120 ڈگری پر یا اس سے کم برقرار رکھنے کے ساتھ مستقل کرنٹ آپریشن کی بنیاد پر، Lumileds LUXEON K2 سفید LEDs 50،{17}} گھنٹے 1000 mA کے فارورڈ کرنٹ پر 70 فیصد lumen مینٹیننس پیش کرتے ہیں۔ یہ جنکشن درجہ حرارت پر 150 ڈگری تک کم آؤٹ پٹ نقصان کے ساتھ کام کر سکتا ہے۔
تھرمل کنٹرول: سسٹم کی کارکردگی کا ایک اہم پہلو
صنعتی لائٹنگ فکسچر کے لیے ایک موثر تھرمل ڈیزائن ضروری ہے، خاص طور پر UFO طرز کے ہائی بیز جہاں سرکٹری اور LEDs کو ایک بند ہاؤسنگ میں رکھا جاتا ہے، تاکہ کارکردگی اور انحصار کو بڑھاتے ہوئے اس طرح کے آپٹو الیکٹرانک آلات کے آپریٹنگ درجہ حرارت کو کم کیا جا سکے۔ جب بات ہائی بے ڈیزائن کی ہو، تو ہیٹ سنک — جو اکثر ایک مربوط luminaire ہاؤسنگ ہوتا ہے — تھرمل ڈیزائن کا بنیادی زور ہے۔ ہر ایل ای ڈی کے جنکشن اور ڈرائیور ہاؤسنگ کا مقصد ہیٹ سنک کے ذریعے ٹھنڈا کرنا ہے۔ ہیٹ سنک کی سطح کے رقبے کو وسعت دینے اور ارد گرد کی ہوا کے ساتھ زیادہ محرک حرارت کے تبادلے کو آسان بنانے کے لیے، ہیٹ سنک اکثر حرارت کو چلانے والے مواد، جیسے دھات سے بنے ہوتے ہیں، اور ان میں پنکھ یا چینل ہوتے ہیں۔ ایک بلٹ ان تھرمل وینٹنگ چیمبر جو ہاؤسنگ میں ڈالا جاتا ہے ممکن ہے۔ مادی ساخت اور محیطی عوامل ہائی بے ہاؤسنگ کی تھرمل چالکتا کو متاثر کرتے ہیں۔ تھرمل ترسیل فضلہ حرارت کو ہٹانے کا ایک اور طریقہ ہے جو نظام کے اجزاء کے جیومیٹری پر مبنی ہے۔ اعلی تھرمل چالکتا والا کوئی بھی مواد ہیٹ سنک بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، بشمول تانبے، ایلومینیم، اور دھاتی مرکبات تک محدود نہیں۔ اس حقیقت کے باوجود کہ تانبے کی تھرمل چالکتا کم از کم 400 W/mK ہے۔ اس کی نسبتاً زیادہ تھرمل چالکتا اور تیاری کی سادگی کی وجہ سے، ایلومینیم ہیٹ سنک کے لیے انتخاب کی دھات ہے۔ ایلومینیم ہاؤسنگ میں گرمی کی کھپت اور سنکنرن مزاحمت کو بڑھانے کے لیے اندرونی اور بیرونی دونوں سطحوں پر ایکریلک پاؤڈر کوٹ کی کوٹنگ لگائی جا سکتی ہے۔
