Ներկայումս կան երեք տեսակի PCB, որոնք կիրառվում են ջերմության արտանետման համար բարձր հզորության LED-ով. սովորական երկկողմանի պղնձե ծածկույթով տախտակ (FR4), ալյումինե խառնուրդի վրա հիմնված զգայուն պղնձի տախտակ (MCPCB), ճկուն թաղանթային PCB սոսինձով ալյումինե խառնուրդի տախտակի վրա:
Ջերմության ցրման ազդեցությունը կապված է պղնձի շերտի և մետաղի շերտի հաստության և մեկուսիչ միջավայրի ջերմահաղորդականության հետ: Ընդհանուր առմամբ օգտագործվում է MCPCB 35 ում պղնձի շերտով և 1,5 մմ ալյումինի համաձուլվածքով: Ճկուն PCB-ն սոսնձված է ալյումինե խառնուրդի ափսեի վրա: Իհարկե, բարձր ջերմային հաղորդունակությամբ MCPCBS-ներն ունեն լավագույն ջերմային կատարումը, բայց գինը նույնպես բարձրանում է:
Այստեղ որոշ տվյալներ վերցված են ՆԻՉԻԱ ընկերության MEASURING TC-ի օրինակից՝ որպես հաշվարկային օրինակներ։ Պայմանները հետևյալն են՝ LED:3W սպիտակ LED, մոդել MCCW022, RJC=16℃/W: K տիպի ջերմազույգ կետային ջերմաչափի չափիչ գլուխը եռակցված է ջերմատախտակին:
PCB փորձարկման տախտակ՝ երկշերտ պղնձե ծածկով տախտակ (40×40 մմ), t=1,6 մմ, եռակցման մակերեսի պղնձի շերտի մակերեսը՝ 1180 մմ2, մեջքի պղնձե շերտի մակերեսը 1600մմ2.
LED աշխատանքային կարգավիճակը՝ IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ չափվել է K տիպի ջերմազույգ կետային ջերմաչափով: Շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը TA=25℃
1. TJ հաշվարկվում է
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/Վտ (500mA×3,97V)
+71℃=103℃
2.RBA հաշվարկված է
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1,99Վտ
=23,1℃/Վտ
3. RJA հաշվարկվում է
RJA=RJC+RBA
=16℃/Վտ+23,1℃Վտ
=39,1℃Վտ
Եթե նախագծված TJmax-ը -90℃ է, ապա վերը նշված պայմանների համաձայն հաշվարկված TJ-ը չի կարող բավարարել նախագծման պահանջները: Անհրաժեշտ է փոխել PCB-ն ավելի լավ ջերմության ցրմամբ կամ ավելացնել դրա ջերմության ցրման տարածքը, և նորից փորձարկել և հաշվարկել մինչև TJ≤TJmax:
Մեկ այլ մեթոդ այն է, որ երբ LED-ի UC արժեքը չափազանց մեծ է, VF=3.65V, երբ փոխարինվում է RJC=9℃/WIF=500mA, մյուս պայմանները մնում են անփոփոխ, T) կարող է հաշվարկվել հետևյալ կերպ.
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
Վերևում 71℃-ի հաշվարկում որոշակի սխալ կա, նոր 9℃W LED-ն պետք է եռակցվի TC-ն նորից փորձարկելու համար (չափված արժեքը 71℃-ից մի փոքր փոքր է): Դա իրականում նշանակություն չունի: 9℃/W LED-ն օգտագործելուց հետո այն կարիք չունի փոխել PCB նյութը և տարածքը, որը համապատասխանում է դիզայնի պահանջներին:
Ջերմային լվացարան PCB-ի հետևի մասում
Եթե հաշվարկված TJmax-ը շատ ավելի մեծ է, քան նախագծման պահանջը, և կառուցվածքը թույլ չի տալիս լրացուցիչ տարածք, մտածեք PCB-ն նորից կպցնել «U» ձևով ալյումինե պրոֆիլին (կամ ալյումինե ափսեի դրոշմումը) կամ կպչել ջերմատախտակին: Այս երկու մեթոդները սովորաբար օգտագործվում են բազմաթիվ բարձր հզորությամբ LED լամպերի նախագծման մեջ: Օրինակ, վերը նշված հաշվարկի օրինակում, 10℃/W ջերմատաքացուցիչը կպցված է PCB-ի հետևի մասում TJ=103℃, և դրա TJ-ն իջնում է մինչև մոտ 80℃:
Այստեղ պետք է նշել, որ վերը նշված TC-ն չափվում է սենյակային ջերմաստիճանում (ընդհանուր առմամբ 15~30℃): Եթե LED լամպի TA-ի շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը ավելի մեծ է, քան սենյակային ջերմաստիճանը, իրական TJ-ն ավելի բարձր է, քան սենյակային ջերմաստիճանում չափված հաշվարկված TJ-ն, ուստի այս գործոնը պետք է հաշվի առնել նախագծման մեջ: Եթե փորձարկումն իրականացվում է թերմոստատում, ապա ավելի լավ է ջերմաստիճանը կարգավորել շրջակա միջավայրի ամենաբարձր ջերմաստիճանին, երբ օգտագործվում է:
Բացի այդ, անկախ նրանից, թե արդյոք PCB-ն տեղադրվում է հորիզոնական, թե ուղղահայաց, դրա ջերմության ցրման պայմանները տարբեր են, ինչը որոշակի ազդեցություն ունի TC չափման վրա: Լամպի պատյան նյութը, չափը և ջերմության ցրման անցքը նույնպես ազդում են ջերմության արտանետման վրա: Հետեւաբար, դիզայնի մեջ պետք է լինի որոշակի ազատություն:
Հրապարակման ժամանակը՝ Մար-23-2022
