वर्तमान में, गर्मी अपव्यय के लिए उच्च-शक्ति एलईडी के साथ तीन प्रकार के पीसीबी लगाए जाते हैं: साधारण डबल-पक्षीय तांबा लेपित बोर्ड (एफआर 4), एल्यूमीनियम मिश्र धातु आधारित संवेदनशील तांबा बोर्ड (एमसीपीसीबी), एल्यूमीनियम मिश्र धातु बोर्ड पर चिपकने वाला लचीला फिल्म पीसीबी।
ऊष्मा अपव्यय प्रभाव तांबे की परत और धातु परत की मोटाई और इन्सुलेट माध्यम की तापीय चालकता से संबंधित है। आमतौर पर 35um तांबे की परत और 1.5 मिमी एल्यूमीनियम मिश्र धातु के साथ MCPCB का उपयोग किया जाता है। लचीले पीसीबी को एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्लेट से चिपकाया जाता है। बेशक, उच्च तापीय चालकता वाले एमसीपीसीबीएस का तापीय प्रदर्शन सबसे अच्छा है, लेकिन कीमत भी बढ़ रही है।
यहां, कुछ डेटा गणना उदाहरण के रूप में NICHIA कंपनी के MEASURING TC के उदाहरण से लिया गया है। शर्तें इस प्रकार हैं: एलईडी: 3W सफेद एलईडी, मॉडल MCCW022, RJC=16℃/W। टाइप K थर्मोकपल पॉइंट थर्मामीटर मापने वाले हेड को हीट सिंक में वेल्ड किया गया है।
पीसीबी परीक्षण बोर्ड: डबल-लेयर कॉपर लेपित बोर्ड (40×40 मिमी), टी = 1.6 मिमी, वेल्डिंग सतह का तांबा परत क्षेत्र 1180 मिमी2, पीछे का तांबे की परत का क्षेत्रफल 1600 मिमी2.
एलईडी कार्यशील स्थिति: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ को K प्रकार के थर्मोकपल पॉइंट थर्मामीटर से मापा गया। परिवेश का तापमान TA=25℃
1. टीजे की गणना की जाती है
टीजे=आरजेसी x पीडी+टीसी=आरजेसी (आईएफ x वीएफ)+टीसी
TJ=16℃/W(500mA×3.97V)
+71℃=103℃
2.आरबीए की गणना की जाती है
आरबीए=(टीसी-टीए)/पीडी
=(71℃-25℃)/1.99W
=23.1℃/डब्ल्यू
3. आरजेए की गणना की जाती है
आरजेए=आरजेसी+आरबीए
=16℃/डब्ल्यू+23.1℃डब्ल्यू
=39.1℃W
यदि डिज़ाइन किया गया TJmax -90℃ है, तो उपरोक्त शर्तों के अनुसार गणना की गई TJ डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती है। पीसीबी को बेहतर ताप अपव्यय के साथ बदलना या उसके ताप अपव्यय क्षेत्र को बढ़ाना आवश्यक है, और TJ≤TJmax तक फिर से परीक्षण और गणना करना आवश्यक है।
दूसरी विधि यह है कि जब एलईडी का यूसी मूल्य बहुत बड़ा होता है, तो VF=3.65V जब RJC=9℃/WIF=500mA प्रतिस्थापित किया जाता है, तो अन्य स्थितियां अपरिवर्तित रहती हैं, T) की गणना इस प्रकार की जा सकती है:
टीजे = 9 ℃ / डब्ल्यू + 71 ℃ (500 एमए * 3.65 वी) = 87.4 ℃
उपरोक्त 71℃ की गणना में कुछ त्रुटि है, टीसी का पुनः परीक्षण करने के लिए नई 9℃W एलईडी को वेल्ड किया जाना चाहिए (मापा गया मान 71℃ से थोड़ा छोटा है)। यह वास्तव में कोई फर्क नहीं पड़ता. 9℃/W एलईडी का उपयोग करने के बाद, इसे पीसीबी सामग्री और क्षेत्र को बदलने की आवश्यकता नहीं है, जो डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करता है।
पीसीबी के पीछे हीट सिंक
यदि गणना की गई टीजेमैक्स डिज़ाइन आवश्यकता से बहुत बड़ी है, और संरचना अतिरिक्त क्षेत्र की अनुमति नहीं देती है, तो पीसीबी को "यू" आकार के एल्यूमीनियम प्रोफ़ाइल (या एल्यूमीनियम प्लेट स्टैम्पिंग) पर वापस चिपकाने, या हीट सिंक से चिपकाने पर विचार करें। इन दो तरीकों का उपयोग आमतौर पर कई उच्च-शक्ति एलईडी लैंप के डिजाइन में किया जाता है। उदाहरण के लिए, उपरोक्त गणना उदाहरण में, पीसीबी के पीछे TJ=103℃ के साथ 10℃/W हीट सिंक चिपकाया जाता है, और इसका TJ लगभग 80℃ तक गिर जाता है।
यहां यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उपरोक्त टीसी को कमरे के तापमान (आमतौर पर 15 ~ 30 ℃) पर मापा जाता है। यदि एलईडी लैंप टीए का परिवेश तापमान कमरे के तापमान से अधिक है, तो वास्तविक टीजे कमरे के तापमान पर मापी गई गणना टीजे से अधिक है, इसलिए डिजाइन में इस कारक पर विचार किया जाना चाहिए। यदि परीक्षण थर्मोस्टेट में किया जाता है, तो उपयोग के दौरान तापमान को उच्चतम परिवेश तापमान पर समायोजित करना सबसे अच्छा है।
इसके अलावा, चाहे पीसीबी क्षैतिज या लंबवत रूप से स्थापित हो, इसकी गर्मी लंपटता की स्थिति अलग-अलग होती है, जिसका टीसी माप पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है। लैंप की खोल सामग्री, आकार और गर्मी अपव्यय छेद का भी गर्मी अपव्यय पर प्रभाव पड़ता है। इसलिए डिजाइन में कुछ छूट होनी चाहिए।
पोस्ट समय: मार्च-23-2022
