હાલમાં, હીટ ડિસીપેશન માટે હાઇ-પાવર LED સાથે ત્રણ પ્રકારના PCB લાગુ કરવામાં આવે છે: સામાન્ય ડબલ-સાઇડ કોપર કોટેડ બોર્ડ (FR4), એલ્યુમિનિયમ એલોય આધારિત સંવેદનશીલ કોપર બોર્ડ (MCPCB), એલ્યુમિનિયમ એલોય બોર્ડ પર એડહેસિવ સાથે લવચીક ફિલ્મ PCB.
ગરમીના વિસર્જનની અસર તાંબાના સ્તર અને મેટલ સ્તરની જાડાઈ અને ઇન્સ્યુલેટીંગ માધ્યમની થર્મલ વાહકતા સાથે સંબંધિત છે. 35um કોપર લેયર અને 1.5mm એલ્યુમિનિયમ એલોય સાથે MCPCB સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ફ્લેક્સિબલ PCB એલ્યુમિનિયમ એલોય પ્લેટ પર ગુંદરવાળું છે. અલબત્ત, ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા સાથે MCPCBS શ્રેષ્ઠ થર્મલ પ્રદર્શન ધરાવે છે, પરંતુ કિંમત પણ વધી રહી છે.
અહીં, ગણતરીના ઉદાહરણો તરીકે NICHIA કંપનીના TC માપવાના ઉદાહરણમાંથી કેટલાક ડેટા લેવામાં આવ્યા છે. શરતો નીચે મુજબ છે: LED:3W સફેદ LED, મોડેલ MCCW022, RJC=16℃/W. K થર્મોકોપલ પોઈન્ટ થર્મોમીટર મેઝરિંગ હેડને હીટ સિંકમાં વેલ્ડ કરો.
PCB ટેસ્ટ બોર્ડ: ડબલ-લેયર કોપર કોટેડ બોર્ડ (40×40mm), t=1.6mm, વેલ્ડીંગ સપાટીનો કોપર લેયર વિસ્તાર 1180mm2, પાછળનો કોપર લેયર વિસ્તાર 1600mm2.
LED કાર્યકારી સ્થિતિ: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ પ્રકાર K થર્મોકોપલ પોઈન્ટ થર્મોમીટર વડે માપવામાં આવ્યું હતું. આસપાસનું તાપમાન TA=25℃
1. TJ ની ગણતરી કરવામાં આવે છે
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/W(500mA×3.97V)
+71℃=103℃
2.RBA ની ગણતરી કરવામાં આવે છે
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1.99W
=23.1℃/W
3. RJA ની ગણતરી કરવામાં આવે છે
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23.1℃W
=39.1℃W
જો ડિઝાઇન કરેલ TJmax -90℃ છે, તો ઉપરોક્ત શરતો અનુસાર ગણતરી કરેલ TJ ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરી શકશે નહીં. પીસીબીને બહેતર ગરમીના વિસર્જન સાથે બદલવું અથવા તેના ગરમીના વિસર્જન ક્ષેત્રને વધારવું અને TJ≤TJmax સુધી ફરીથી પરીક્ષણ અને ગણતરી કરવી જરૂરી છે.
બીજી પદ્ધતિ એ છે કે જ્યારે LED નું UC મૂલ્ય ખૂબ મોટું હોય છે, VF=3.65V જ્યારે RJC=9℃/WIF=500mA બદલવામાં આવે છે, અન્ય સ્થિતિઓ યથાવત રહે છે, T) ની ગણતરી આ રીતે કરી શકાય છે:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3.65 V) = 87.4 ℃
ઉપરોક્ત 71℃ ની ગણતરીમાં કેટલીક ભૂલ છે, નવી 9℃W LED ને TC નું ફરીથી પરીક્ષણ કરવા માટે વેલ્ડિંગ કરવું જોઈએ (માપેલું મૂલ્ય 71℃ કરતા થોડું નાનું છે). તે ખરેખર વાંધો નથી. 9℃/W LED નો ઉપયોગ કર્યા પછી, તેને PCB સામગ્રી અને વિસ્તાર બદલવાની જરૂર નથી, જે ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે.
પીસીબીની પાછળ હીટ સિંક
જો ગણતરી કરેલ TJmax ડિઝાઇનની જરૂરિયાત કરતાં ઘણી મોટી હોય, અને માળખું વધારાના વિસ્તારને મંજૂરી આપતું નથી, તો PCB ને "U" આકારની એલ્યુમિનિયમ પ્રોફાઇલ (અથવા એલ્યુમિનિયમ પ્લેટ સ્ટેમ્પિંગ) પર વળગી રહેવાનું અથવા હીટ સિંકને વળગી રહેવાનું વિચારો. આ બે પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે બહુવિધ હાઇ-પાવર LED લેમ્પ્સની ડિઝાઇનમાં થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઉપરોક્ત ગણતરીના ઉદાહરણમાં, PCB ની પાછળ TJ=103℃ સાથે 10℃/W હીટ સિંક પેસ્ટ કરવામાં આવે છે અને તેનો TJ લગભગ 80℃ સુધી ઘટી જાય છે.
અહીં એ નોંધવું જોઈએ કે ઉપરોક્ત TC ઓરડાના તાપમાને માપવામાં આવે છે (સામાન્ય રીતે 15~30℃). જો LED લેમ્પ TA નું આજુબાજુનું તાપમાન ઓરડાના તાપમાન કરતા વધારે હોય, તો વાસ્તવિક TJ ઓરડાના તાપમાને માપવામાં આવેલ ગણતરી કરેલ TJ કરતા વધારે હોય છે, તેથી આ પરિબળને ડિઝાઇનમાં ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ. જો પરીક્ષણ થર્મોસ્ટેટમાં હાથ ધરવામાં આવે છે, તો ઉપયોગમાં લેવાતી વખતે તાપમાનને ઉચ્ચતમ આસપાસના તાપમાનમાં સમાયોજિત કરવું શ્રેષ્ઠ છે.
વધુમાં, ભલે PCB આડા અથવા ઊભી રીતે ઇન્સ્ટોલ કરેલું હોય, તેની ગરમીના વિસર્જનની સ્થિતિ અલગ હોય છે, જે TC માપન પર ચોક્કસ અસર કરે છે. દીવોના શેલ સામગ્રી, કદ અને ગરમીના વિસર્જન છિદ્રની પણ ગરમીના વિસર્જન પર અસર પડે છે. તેથી, ડિઝાઇનમાં થોડી છૂટ હોવી જોઈએ.
પોસ્ટ સમય: માર્ચ-23-2022
