Tans is daar drie soorte PCB's wat met 'n hoë-krag LED vir hitte-afvoer toegepas word: gewone dubbelzijdige koperbedekte bord (FR4), aluminiumlegeringsgebaseerde sensitiewe koperbord (MCPCB), buigsame film-PCB met gom op aluminiumlegeringsbord.
Die hitte-afvoer-effek hou verband met die koperlaag en die dikte van die metaallaag en die termiese geleidingsvermoë van die isolerende medium. MCPCB met 35um koperlaag en 1.5mm aluminiumlegering word algemeen gebruik. Buigsame PCB is aan aluminiumlegeringsplaat vasgeplak. Natuurlik het MCPCBS met hoë termiese geleidingsvermoë die beste termiese werkverrigting, maar die prys styg ook.
Hier is 'n paar data geneem uit die voorbeeld van METING TC van NICHIA Company as berekeningsvoorbeelde. Die toestande is soos volg: LED:3W wit LED, model MCCW022, RJC=16℃/W. Tipe K termokoppelpunttermometer-meetkop wat aan hitte-afvoer vasgesweis is.
PCB-toetsbord: dubbellaag koperbedekte bord (40×40mm), t=1.6mm, koperlaagoppervlakte van sweisoppervlak 1180mm2, koperlaag area van rug 1600mm2.
LED-werkstatus: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ is gemeet met tipe K termokoppelpunttermometer. Die omgewingstemperatuur TA=25℃
1. TJ word bereken
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/W(500mA×3,97V)
+71℃=103℃
2.RBA word bereken
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1,99W
=23.1℃/W
3. RJA word bereken
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23.1℃W
=39.1℃W
As die ontwerpte TJmax -90℃ is, kan die TJ wat volgens bogenoemde voorwaardes bereken word nie aan die ontwerpvereistes voldoen nie. Dit is nodig om die PCB met beter hitte-afvoer te verander of sy hitte-afvoer-area te vergroot, en toets en weer te bereken tot TJ≤TJmaks.
Nog 'n metode is dat wanneer die UC-waarde van die LED te groot is, VF=3.65V wanneer RJC=9℃/WIF=500mA vervang word, ander toestande onveranderd bly, T) kan bereken word as:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
Daar is 'n fout in die berekening van 71 ℃ hierbo, nuwe 9 ℃ W LED moet gesweis word om TC weer te toets (die gemete waarde is effens kleiner as 71 ℃). Dit maak nie regtig saak nie. Na die gebruik van 9 ℃ / W LED, hoef dit nie die PCB-materiaal en -area te verander nie, wat aan die ontwerpvereistes voldoen.
Hittebak aan die agterkant van PCB
As die berekende TJmax baie groter is as die ontwerpvereiste, en die struktuur laat nie addisionele area toe nie, oorweeg dit om die PCB terug te plak aan die "U"-vormige aluminiumprofiel (of aluminiumplaatstempel), of om aan die hitte-afleider vas te hou. Hierdie twee metodes word algemeen gebruik in die ontwerp van veelvuldige hoëkrag LED-lampe. Byvoorbeeld, in die bogenoemde berekeningsvoorbeeld, word 'n 10℃/W-koelbak op die agterkant van die PCB geplak met TJ=103℃, en sy TJ daal tot ongeveer 80℃.
Daar moet hier kennis geneem word dat die bogenoemde TC by kamertemperatuur gemeet word (gewoonlik 15~30℃). As die omgewingstemperatuur van die LED-lamp TA groter is as kamertemperatuur, is die werklike TJ hoër as die berekende TJ gemeet by kamertemperatuur, dus moet hierdie faktor in die ontwerp in ag geneem word. As die toets in die termostaat uitgevoer word, is dit die beste om die temperatuur aan te pas na die hoogste omgewingstemperatuur wanneer dit gebruik word.
Daarbenewens, of PCB horisontaal of vertikaal geïnstalleer is, is die hitte-afvoertoestande anders, wat 'n sekere impak op TC-meting het. Die dopmateriaal, grootte en hitte-afvoergat van die lamp het ook 'n impak op hitte-afvoer. Daarom moet daar 'n mate van speling in die ontwerp wees.
Postyd: 23-Mrt-2022
