Понастоящем има три вида печатни платки, приложени с високомощен светодиод за разсейване на топлината: обикновена двустранна медна платка (FR4), чувствителна медна платка на базата на алуминиева сплав (MCPCB), гъвкава филмова платка с лепило върху дъска от алуминиева сплав.
Ефектът на разсейване на топлината е свързан с медния слой и дебелината на металния слой и топлопроводимостта на изолационната среда. Обикновено се използва MCPCB с 35um меден слой и 1,5 mm алуминиева сплав. Гъвкавата печатна платка е залепена към плоча от алуминиева сплав. Разбира се, MCPCBS с висока топлопроводимост имат най-добри топлинни характеристики, но цената също се покачва.
Тук някои данни са взети от примера на MEASURING TC на компанията NICHIA като примери за изчисление. Условията са както следва: LED: 3W бял LED, модел MCCW022, RJC=16℃/W. Измервателна глава на точков термометър с термодвойка тип K, заварена към радиатор.
Тестова платка за печатни платки: двуслойна медна плоскост (40×40 mm), t=1,6 mm, площ на медния слой на заваръчната повърхност 1180 mm2, меден слой площ на гърба 1600 мм2.
LED работен статус: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71 ℃ беше измерено с точков термометър с термодвойка тип K. Температурата на околната среда TA=25 ℃
1. Изчислява се TJ
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/W(500mA×3.97V)
+71℃=103℃
2. Изчислява се RBA
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1,99W
=23,1 ℃/W
3. Изчислява се RJA
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23,1℃W
=39,1 ℃W
Ако проектираният TJmax е -90 ℃, TJ, изчислен според горните условия, не може да отговори на проектните изисквания. Необходимо е да смените печатната платка с по-добро разсейване на топлината или да увеличите нейната площ на разсейване на топлината и да тествате и изчислявате отново, докато TJ≤TJmax.
Друг метод е, че когато UC стойността на светодиода е твърде голяма, VF=3,65V, когато RJC=9℃/WIF=500mA се замени, другите условия остават непроменени, T) може да се изчисли като:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
Има известна грешка в изчислението на 71 ℃ по-горе, трябва да се заварят нови 9 ℃ W светодиоди, за да се тества отново TC (измерената стойност е малко по-малка от 71 ℃). Това всъщност няма значение. След използване на 9 ℃/W LED не е необходимо да се променя материалът и площта на печатната платка, което отговаря на изискванията за дизайн.
Радиатор на гърба на PCB
Ако изчисленият TJmax е много по-голям от проектното изискване и структурата не позволява допълнителна площ, помислете за залепване на печатната платка обратно към "U" образния алуминиев профил (или щамповане на алуминиева плоча) или залепване към радиатора. Тези два метода обикновено се използват при проектирането на множество високомощни LED лампи. Например, в горния пример за изчисление, 10 ℃/W радиатор е залепен на гърба на печатната платка с TJ=103 ℃ и неговият TJ пада до около 80 ℃.
Тук трябва да се отбележи, че горният TC се измерва при стайна температура (обикновено 15~30 ℃). Ако температурата на околната среда на LED лампата TA е по-висока от стайната температура, действителният TJ е по-висок от изчисления TJ, измерен при стайна температура, така че този фактор трябва да се вземе предвид при проектирането. Ако тестът се извършва в термостата, най-добре е да регулирате температурата до най-високата околна температура, когато се използва.
В допълнение, независимо дали печатната платка е монтирана хоризонтално или вертикално, нейните условия на разсейване на топлината са различни, което оказва известно влияние върху измерването на TC. Материалът на корпуса, размерът и отворът за разсейване на топлината на лампата също оказват влияние върху разсейването на топлината. Следователно трябва да има известна свобода на действие в дизайна.
Време на публикуване: 23 март 2022 г
