Gaur egun, beroa xahutzeko potentzia handiko LEDarekin aplikatzen diren hiru PCB mota daude: alde biko kobrezko estalitako taula arrunta (FR4), aluminiozko aleazioetan oinarritutako kobrezko plaka sentikorra (MCPCB), film malgua PCB aluminiozko aleazioko taulan itsasgarriarekin.
Beroa xahutzeko efektua kobre geruzarekin eta metalezko geruzaren lodierarekin eta euskarri isolatzailearen eroankortasun termikoarekin lotuta dago. 35um-ko kobre-geruza eta 1,5 mm-ko aluminiozko aleaziodun MCPCB erabiltzen da orokorrean. PCB malgua aluminiozko aleazio plakari itsatsita dago. Noski, eroankortasun termiko handiko MCPCBSek errendimendu termiko onena dute, baina prezioa ere igotzen ari da.
Hemen, NICHIA konpainiaren MEASURING TC-ren adibidetik hartu dira datu batzuk kalkulu-adibide gisa. Baldintzak hauek dira: LED: 3W LED zuria, MCCW022 eredua, RJC=16℃/W. K motako termopare puntuko termometroa neurtzeko burua hostera soldatua.
PCB probako taula: geruza bikoitzeko kobrezko estalitako taula (40 × 40 mm), t = 1,6 mm, kobre-geruzako soldadura-azalera 1180 mm.2, atzealdeko kobre-geruza 1600mm-ko azalera2.
LED lan-egoera: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71 ℃ K motako termopare puntuko termometroarekin neurtu da. Giro-tenperatura TA=25℃
1. TJ kalkulatzen da
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ = 16 ℃/W (500 mA × 3,97 V)
+71℃=103℃
2.RBA kalkulatzen da
RBA=(TC-TA)/PD
=(71 ℃-25 ℃)/1,99 W
= 23,1 ℃/W
3. RJA kalkulatzen da
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23,1℃W
= 39,1 ℃ W
Diseinatutako TJmax -90 ℃ bada, goiko baldintzen arabera kalkulatutako TJak ezin ditu diseinu baldintzak bete. Beharrezkoa da PCB-a aldatzea beroa hobeto xahutzeko edo beroa xahutzeko eremua handitzea, eta berriro probatu eta kalkulatu TJ≤TJmax arte.
Beste metodo bat da LEDaren UC balioa handiegia denean, VF = 3,65 V RJC = 9 ℃ / WIF = 500 mA ordezkatzen denean, beste baldintza batzuk aldatu gabe geratzen direla, T) honela kalkula daiteke:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
Goiko 71 ℃ kalkulatzean erroreren bat dago, 9 ℃ W LED berria soldatu behar da TC berriro probatzeko (neurtutako balioa 71 ℃ baino apur bat txikiagoa da). Benetan ez du axola. 9 ℃/W LED erabili ondoren, ez du PCB materiala eta eremua aldatu behar, diseinu baldintzak betetzen dituena.
PCB-aren atzealdean bero-hustugailua
Kalkulatutako TJmax diseinu-eskakizuna baino askoz handiagoa bada eta egiturak ez badu eremu gehigarririk onartzen, kontuan hartu PCB-a "U" formako aluminiozko profilean (edo aluminiozko plakaren estanpazioa) edo bero-hustera atxikitzea. Bi metodo hauek potentzia handiko LED lanpara anitz diseinatzeko erabili ohi dira. Adibidez, goiko kalkuluaren adibidean, 10 ℃/W-ko bero-husketa bat itsatsi da PCBaren atzealdean TJ=103 ℃rekin, eta bere TJ 80 ℃ ingurura jaisten da.
Kontuan izan behar da goiko TC giro-tenperaturan neurtzen dela (oro har 15 ~ 30 ℃). LED lanpararen TA giro-tenperatura giro-tenperatura baino handiagoa bada, benetako TJ-a giro-tenperaturan neurtutako TJ kalkulatua baino handiagoa da, beraz, faktore hori kontuan hartu behar da diseinuan. Proba termostatoan egiten bada, hobe da tenperatura giro-tenperatura altuenera egokitzea erabiltzen ari denean.
Horrez gain, PCB horizontalean edo bertikalki instalatuta dagoen ala ez, beroa xahutzeko baldintzak desberdinak dira, eta horrek nolabaiteko eragina du TC neurketan. Lanpararen maskorraren materialak, tamainak eta beroa xahutzeko zuloak ere eragina dute beroaren xahupenean. Hori dela eta, diseinuan tarte bat egon beharko litzateke.
Argitalpenaren ordua: 2022-03-23
