Hal-hazırda, istilik yayılması üçün yüksək güclü LED ilə tətbiq olunan üç növ PCB var: adi ikitərəfli mis örtüklü lövhə (FR4), alüminium ərintisi əsaslı həssas mis lövhə (MCPCB), alüminium ərintisi lövhəsində yapışqanlı çevik film PCB.
İstiliyin yayılması effekti mis təbəqə və metal təbəqənin qalınlığı və izolyasiya edən mühitin istilik keçiriciliyi ilə bağlıdır. 35um mis təbəqə və 1,5 mm alüminium ərintisi olan MCPCB ümumiyyətlə istifadə olunur. Çevik PCB alüminium ərintisi plitəsinə yapışdırılır. Əlbəttə ki, yüksək istilik keçiriciliyi olan MCPCBS ən yaxşı istilik performansına malikdir, lakin qiymət də artır.
Burada bəzi məlumatlar hesablama nümunələri kimi NICHIA şirkətinin ÖLÇÜM TC nümunəsindən götürülmüşdür. Şərtlər aşağıdakılardır: LED:3W ağ LED, model MCCW022, RJC=16℃/W. K tipi termocüt nöqtəli termometr ölçü başı istilik qəbuledicisinə qaynaqlanır.
PCB sınaq lövhəsi: ikiqat mis örtüklü lövhə (40×40mm), t=1.6mm, qaynaq səthinin mis təbəqəsi sahəsi 1180mm2, arxa 1600mm mis təbəqə sahəsi2.
LED iş vəziyyəti: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ K tipli termocüt nöqtəli termometrlə ölçüldü. Ətraf mühitin temperaturu TA=25℃
1. TJ hesablanır
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/W (500mA×3.97V)
+71℃=103℃
2.RBA hesablanır
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1,99W
=23,1℃/W
3. RJA hesablanır
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23,1℃W
=39.1℃W
Əgər layihələndirilmiş TJmax -90 ℃ olarsa, yuxarıdakı şərtlərə uyğun olaraq hesablanmış TJ dizayn tələblərinə cavab verə bilməz. PCB-ni daha yaxşı istilik yayılması ilə dəyişdirmək və ya onun istilik yayma sahəsini artırmaq və TJ≤TJmax qədər sınaqdan keçirmək və yenidən hesablamaq lazımdır.
Başqa bir üsul odur ki, LED-in UC dəyəri çox böyük olduqda, RJC=9℃/WIF=500mA dəyişdirildikdə VF=3.65V, digər şərtlər dəyişməz qalır, T) aşağıdakı kimi hesablana bilər:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 m * 3,65 V) = 87,4 ℃
Yuxarıdakı 71 ℃ hesablamada bəzi xəta var, TC-ni yenidən sınaqdan keçirmək üçün yeni 9 ℃ W LED qaynaq edilməlidir (ölçülmüş dəyər 71 ℃-dən bir qədər kiçikdir). Bunun həqiqətən əhəmiyyəti yoxdur. 9℃/W LED istifadə etdikdən sonra dizayn tələblərinə cavab verən PCB materialını və sahəsini dəyişməyə ehtiyac yoxdur.
PCB-nin arxasındakı istilik qəbuledicisi
Hesablanmış TJmax dizayn tələbindən çox böyükdürsə və struktur əlavə sahəyə imkan vermirsə, PCB-ni yenidən "U" formalı alüminium profilə (yaxud alüminium boşqab ştamplama) yapışdırmağı və ya soyuducuya yapışdırmağı düşünün. Bu iki üsul çox güclü LED lampaların dizaynında istifadə olunur. Məsələn, yuxarıdakı hesablama nümunəsində 10℃/Vt istilik qəbuledicisi PCB-nin arxasına TJ=103℃ ilə yapışdırılır və onun TJ təxminən 80℃-ə enir.
Burada qeyd etmək lazımdır ki, yuxarıda göstərilən TC otaq temperaturunda (ümumiyyətlə 15~30℃) ölçülür. LED lampa TA-nın ətraf mühitin temperaturu otaq temperaturundan böyükdürsə, faktiki TJ otaq temperaturunda ölçülmüş hesablanmış TJ-dən yüksəkdir, ona görə də dizaynda bu amil nəzərə alınmalıdır. Sınaq termostatda aparılırsa, istifadə zamanı temperaturu ən yüksək ətraf mühit istiliyinə uyğunlaşdırmaq yaxşıdır.
Bundan əlavə, PCB-nin üfüqi və ya şaquli şəkildə quraşdırılmasından asılı olmayaraq, onun istilik yayılması şərtləri fərqlidir, bu da TC ölçülməsinə müəyyən təsir göstərir. Lampanın qabıq materialı, ölçüsü və istilik yayma dəliyi də istilik yayılmasına təsir göstərir. Buna görə dizaynda bir az boşluq olmalıdır.
Göndərmə vaxtı: 23 mart 2022-ci il
