Attualmente, ci sò trè tippi di PCB applicati cù LED d'alta putenza per a dissipazione di u calore: bordu ordinariu rivestitu di rame bifacciale (FR4), bordu di rame sensibile basatu in lega d'aluminiu (MCPCB), film PCB flessibile cù adesivo nantu à bordu di lega d'aluminiu.
L'effettu di dissipazione di u calore hè in relazione cù a capa di cobre è u gruixu di a capa di metallu è a conduttività termale di u mediu insulating. MCPCB cù una strata di cobre 35um è una lega d'aluminiu 1.5mm hè generalmente utilizata. U PCB flessibile hè colatu à una piastra in lega d'aluminiu. Di sicuru, MCPCBS cun alta conductività termale anu u megliu rendimentu termale, ma u prezzu hè ancu crescente.
Quì, qualchi dati sò pigliatu da l 'esempiu di MEASURING TC di NICHIA Cumpagnia cum'è esempi càlculu. I cundizioni sò i seguenti: LED: 3W LED biancu, mudellu MCCW022, RJC = 16 ℃ / W. Testa di misurazione di termometru di puntu di termocoppiu di tipu K saldata à u dissipatore di calore.
Tavola di prova di PCB: tavola rivestita di rame a doppia strata (40 × 40 mm), t = 1,6 mm, area di strata di rame di a superficia di saldatura 1180 mm2, area di strata di rame di u spinu 1600mm2.
Status di travagliu LED: IF-500mA, VF = 3.97V
TC = 71 ℃ hè stata misurata cù un termometru di puntu termocoppiu di tipu K. A temperatura ambiente TA = 25 ℃
1. TJ hè calculatu
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ = 16 ℃/W (500 mA × 3,97 V)
+ 71 ℃ = 103 ℃
2.RBA hè calculatu
RBA=(TC-TA)/PD
=(71 ℃-25 ℃)/1,99 W
= 23,1 ℃/W
3. RJA hè calculatu
RJA = RJC + RBA
= 16 ℃/W + 23,1 ℃ W
= 39,1 ℃ W
Se u TJmax cuncepitu hè -90 ℃, u TJ calculatu secondu e cundizioni sopra ùn pò micca risponde à i requisiti di cuncepimentu. Hè necessariu cambià u PCB cù una dissipazione di calore megliu o aumentà a so zona di dissipazione di u calore, è pruvate è calculà di novu finu à TJ≤TJmax.
Un altru mètudu hè chì quandu u valore UC di u LED hè troppu grande, VF = 3.65V quandu RJC = 9℃ / WIF = 500mA hè rimpiazzatu, altre cundizioni restanu invariate, T) pò esse calculatu cum'è:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
Ci hè qualchì errore in u calculu di 71 ℃ sopra, u novu LED 9 ℃ W deve esse saldatu per pruvà torna TC (u valore misuratu hè un pocu più chjucu di 71 ℃). Ùn importa micca veramente. Dopu avè usatu 9 ℃ / W LED, ùn hà micca bisognu di cambià u materiale è l'area di PCB, chì risponde à i requisiti di design.
Dissipatore di calore in u spinu di PCB
Se u TJmax calculatu hè assai più grande di l'esigenza di u disignu, è a struttura ùn permette micca un spaziu supplementu, cunsiderà appiccà u PCB torna à u prufilu d'aluminiu in forma di "U" (o stampatura di piastra d'aluminiu), o aderisce à u dissipatore di calore. Sti dui metudi sò cumunimenti usati in u disignu di parechje lampade LED d'alta putenza. Per esempiu, in l'esempiu di calculu sopra, un dissipatore di calore 10 ℃ / W hè incollatu nantu à u spinu di u PCB cù TJ = 103 ℃, è u so TJ scende à circa 80 ℃.
Si deve esse nutatu quì chì u TC sopra hè misuratu à a temperatura di l'ambienti (in generale 15 ~ 30 ℃). Se a temperatura di l'ambienti di a lampa LED TA hè più grande di a temperatura di l'ambienti, u TJ attuale hè più altu ch'è u TJ calculatu misuratu à a temperatura di l'ambienti, cusì stu fattore deve esse cunsideratu in u disignu. Se a prova hè realizata in u termostatu, hè megliu aghjustà a temperatura à a temperatura ambientale più alta quandu hè in usu.
In più, s'ellu PCB hè stallatu horizontally o vertically, i so cundizioni di dissipation calori sò differente, chì hà un certu impattu nant'à a misura TC. U materiale di cunchiglia, a dimensione è u foru di dissipazione di u calore di a lampada anu ancu un impattu nantu à a dissipazione di u calore. Per quessa, ci deve esse un pocu di marchja in u disignu.
Tempu di post: 23-mar-2022
