कैसे यूवी एलईडी की गर्मी लंपटता समस्या को हल करने के लिए?

जब एलईडी प्रकाश स्रोत चालू होता है, तो चिप के भीतर पीएन कनेक्शन क्षेत्र काम करना शुरू कर देता है, गर्मी पैदा करता है और जमा करता है। जब भी राज्य स्थिर स्थिति प्राप्त करता है, तापमान को जंक्शन तापमान कहा जाता है।

इसके अलावा, क्योंकि चिप को बंद कर दिया गया है, मापने की प्रक्रिया के दौरान अर्धचालक की गर्मी को सीधे जांचा नहीं जा सकता है। नतीजतन, पिन कंडक्टर की गर्मी आमतौर पर अप्रत्यक्ष रूप से प्रकाश के स्रोत के तापमान अंतर का अनुमान लगाने के लिए उपयोग की जाती है। प्रकाश स्रोत का जंक्शन तापमान जितना कम होगा, उसकी ऊष्मा अपव्यय उतनी ही बेहतर होगी।

आमतौर पर, प्रकाश स्रोत अर्धचालक के लिए चुनी गई सामग्री और उसके द्वारा लिए जाने वाले पैकेजिंग आकार का एलईडी प्रकाश स्रोत के ताप अपव्यय पर सीधा प्रभाव पड़ता है।

एलईडी प्रकाश स्रोत के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री अंदर और बाहर एक निश्चित विद्युत प्रतिरोध प्राप्त करती है। इन प्रतिरोधकता मूल्यों का परिमाण कुछ हद तक प्रकाश स्रोत की ऊष्मा अपव्यय क्षमता को दर्शाता है।

गर्मी अपव्यय समस्या

ऊष्मा अपव्यय एक प्रकार का ऊर्जा अपव्यय (ऊर्जा हस्तांतरण) है। शब्द "ऊर्जा अपव्यय" तापमान अंतर और अक्षमताओं के कारण बर्बाद हुई ऊर्जा को संदर्भित करता है।

तीन प्रक्रियाओं के माध्यम से गर्मी का प्रसार होता है:

·  संवहन तरल पदार्थ प्रवाहित करके ऊष्मा की प्रक्रिया है। एक संवहन ओवन, उदाहरण के लिए, गर्मी संचारित करने के लिए हवा (एक गर्म, गतिशील द्रव) का उपयोग करता है।

·  चालन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा ऊष्मा एक सामग्री में और शायद दूसरी सामग्री में फैल जाती है जो गर्म पदार्थ के संपर्क में होती है। विद्युत प्रतिरोध द्वारा गर्म किया गया विद्युत कुकटॉप इसका एक उदाहरण है।

·  विकिरण वह प्रक्रिया है जिसके माध्यम से विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग करके ऊष्मा का फैलाव किया जाता है। माइक्रोवेव ओवन गर्मी लंपटता का एक उदाहरण है।

·  उपयोग के लिए उपयुक्त इन्सुलेशन का उपयोग करने से दक्षता और सुरक्षा को बढ़ावा देने के साथ-साथ गर्मी की कमी और इसकी लागत कम हो जाती है।

गर्मी लंपटता की समस्या को कैसे हल करें

यूवी-एलईडी प्रकाश स्रोत की अधिकतम डिग्री पर कब्जा करने के लिए जो परिवेश के तापमान पर एक विस्तारित अवधि के लिए चिप की महत्व सीमा से नीचे रहता है, प्रकाश के यूवी-एलईडी स्रोत के लिए सुरक्षित और भरोसेमंद थर्मल प्रदर्शन को लागू करना महत्वपूर्ण है। यूवी-एलईडी प्रकाश स्रोत ताप प्रबंधन को आमतौर पर दो लिंकेज में विभाजित किया जा सकता है। गर्मी लंपटता दक्षता में सुधार के लिए प्रकाश स्रोत उत्पादन क्षेत्र में चिप पैकिंग सामग्री और पैकिंग प्रक्रियाओं में सुधार किया जा रहा है।

हालांकि, इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में बाहरी रेडिएटर जोड़ने से गर्मी अपव्यय प्रदर्शन में काफी सुधार हो सकता है। रेडिएटर संरचना विविध है, जिसमें फिन टाइप, हीट एक्सचेंज टाइप, पावर शेयरिंग प्लेट टाइप और माइक्रो-ग्रूव टाइप शामिल हैं।

यूवी-एलईडी प्रकाश स्रोत की अधिकतम गर्मी प्राप्त करने के लिए जो परिवेश के तापमान के तहत एक विस्तारित अवधि के लिए चिप की महत्व सीमा से नीचे रहता है, पराबैंगनी प्रकाश स्रोत के लिए सुरक्षित और भरोसेमंद तापमान नियंत्रण को एकीकृत करना महत्वपूर्ण है।

यूवी-एलईडी प्रकाश स्रोत गर्मी लंपटता डिजाइन को चिप स्तर, पैकेजिंग स्तर और सिस्टम स्तर में विभाजित किया जा सकता है। निर्माण प्रक्रिया में प्रकाश का स्रोत पहले दो को निर्धारित करता है। इस पेपर का अध्ययन फोकस योजना गर्मी अपव्यय मुद्दे पर है, यानी, अल्ट्रावाइलेट प्रकाश स्रोत के सहायक ताप सिंक के निर्माण को अनुकूलित करना।

एलईडी जंक्शन तापमान क्या है और यह क्यों मायने रखता है?

जंक्शन तापमान उस बिंदु पर जहां एलईडी डाई उस सामग्री से मिलती है जिस पर इसे लगाया जाता है। इस जंक्शन में आमतौर पर डिवाइस का सबसे बड़ा तापमान होता है, जिससे इसका मूल्य गर्मी लंपटता दक्षता का एक अच्छा संकेतक बन जाता है। चौराहे से सोल्डर साइट तक गर्मी स्थानांतरित करने के लिए अनुकूल ताप चैनल आधुनिक एलईडी पैकेज में बनाए गए हैं। पीसीबी या एक अलग हीटसिंक के साथ एलईडी पैकेज की बातचीत वह जगह है जहां सोल्डर कनेक्शन स्थित है।

एलईडी का आंतरिक थर्मल प्रतिरोध आंतरिक ताप मार्गों की दक्षता के माप के रूप में कार्य करता है। थर्मल रूप से बोलते हुए, आंतरिक तापमान घटने के साथ एलईडी की गुणवत्ता बढ़ जाती है। थर्मल प्रबंधन के दृष्टिकोण से एक एलईडी स्थिरता बनाते समय डिजाइन इंजीनियर द्वारा ताप क्षमता के मूल्य का उपयोग किया जाना चाहिए। सीएफडी सॉल्वर इस आंकड़े का उपयोग एलईडी के तापमान की सटीक गणना करने और यह जांचने के लिए करेंगे कि डिवाइस निर्माता-अनुशंसित ऊपरी सीमा से ऊपर चला गया है या नहीं। समकालीन एल ई डी में जंक्शन तापमान आम तौर पर पहुंचता है 100°सी या उच्चतर। इसका मूल्य तापमान सीमा, एलईडी सर्किट और उसके आसपास के बीच गर्मी हस्तांतरण दर और चिप की बिजली की खपत से प्रभावित होता है।

थर्मल डिजाइन कारक

एलईडी को ठंडा रखने के लिए किसी भी एलईडी बल्ब को एलईडी से आसपास की हवा में उच्च तापीय स्थिरता को कम करने के लिए बनाया जाना चाहिए। चालन, संवहन और तापीय विकिरण हैं दो  ताप अपव्यय के प्रकार जिन्हें ध्यान में रखा जाना चाहिए और संपूर्ण स्थिरता डिजाइन प्रक्रिया के दौरान अनुकूलित किया जाना चाहिए।

1. एलईडी चौड़ाई और विन्यास

छोटे एलईडी जुड़नार डिजाइन बनाने के लिए, डिजाइनर अक्सर पीसीबी पर एलईडी के बीच की दूरी को कम करना चाहते हैं। लेकिन इसका परिणाम उच्च तापीय ऊर्जा घनत्व होगा, जो एल ई डी की गर्मी को बढ़ाएगा।

यूवी एलईडी निर्माताओं अक्सर एल ई डी के बीच एक सुझाई गई दूरी की पेशकश करते हैं और उस तापमान वृद्धि को निर्दिष्ट करते हैं जिसका अनुमान लगाया जा सकता है जब उस दूरी को एक विशिष्ट राशि से कम किया जाता है। एलईडी बोर्ड लेआउट पर किए गए अध्ययनों से पता चला है कि सजातीय और सममित चिप व्यवस्था समान मात्रा में ऊष्मा उत्पादन प्रदान करती है चाहे वे आयत, षट्भुज या गोलाकार हों।

2. एलईडी मॉड्यूल का चयन

डायरेक्ट इन-लाइन पैकेजिंग (डीआईपी) एलईडी और बोर्ड पर नवीनतम मल्टीपल चिप्स (एमसीओबी) एलईडी उपलब्ध कई अलग-अलग प्रकार के एलईडी में से कुछ हैं। डीआईपी एलईडी का उपयोग ज्यादातर घरेलू गैजेट्स पर साइन और डिस्प्ले के लिए किया जाता है। वे अपने बुलेट के आकार के रूप से पहचाने जाते हैं।

एसएमडी एलईडी वर्ग अर्धचालक हैं जो पूरे आरजीबी स्पेक्ट्रम पर प्रकाश उत्पन्न कर सकते हैं।

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