Sem stendur eru þrjár gerðir af PCB beitt með hágæða LED fyrir hitaleiðni: venjulegt tvíhliða koparhúðað borð (FR4), viðkvæmt koparplata byggt á áli (MCPCB), sveigjanlegt filmu PCB með lími á álplötu.
Hitaleiðniáhrifin eru tengd koparlaginu og þykkt málmlagsins og hitaleiðni einangrunarmiðilsins. MCPCB með 35um koparlagi og 1,5mm álblöndu er almennt notað. Sveigjanlegt PCB er límt á álplötu. Auðvitað hafa MCPCBS með mikla hitaleiðni bestu hitauppstreymi, en verðið er líka að hækka.
Hér eru nokkur gögn tekin úr dæminu MEASURING TC of NICHIA Company sem reikningsdæmi. Skilyrðin eru sem hér segir: LED: 3W hvít LED, gerð MCCW022, RJC=16℃/W. Hitamælir af gerð K hitamælir sem mælir höfuð soðið við hitaupptöku.
PCB prófunarplata: tvöfalt koparhúðuð borð (40×40mm), t=1,6mm, koparlagsflatarmál suðuyfirborðs 1180mm2, koparlagsflatarmál aftan 1600mm2.
LED vinnustaða: IF-500mA, VF=3,97V
TC=71℃ var mældur með hitamæli af gerð K. Umhverfishiti TA=25℃
1. TJ er reiknað
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/W (500mA×3,97V)
+71℃=103℃
2.RBA er reiknað
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1,99W
=23,1 ℃/W
3. RJA er reiknað
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23,1℃W
= 39,1 ℃ W
Ef hannað TJmax er -90 ℃ getur TJ reiknað samkvæmt ofangreindum skilyrðum ekki uppfyllt hönnunarkröfur. Nauðsynlegt er að skipta um PCB með betri hitaleiðni eða auka hitaleiðnisvæði þess og prófa og reikna aftur þar til TJ≤TJmax.
Önnur aðferð er sú að þegar UC gildi ljósdíóðunnar er of stórt, VF=3,65V þegar skipt er um RJC=9℃/WIF=500mA, haldast önnur skilyrði óbreytt, T) er hægt að reikna út sem:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
Það er einhver villa í útreikningi á 71 ℃ hér að ofan, nýja 9 ℃ W LED ætti að vera soðið til að prófa aftur TC (mælt gildi er aðeins minna en 71 ℃). Það skiptir engu máli. Eftir að hafa notað 9 ℃ / W LED þarf það ekki að breyta PCB efni og svæði, sem uppfyllir hönnunarkröfur.
Hitavaskur aftan á PCB
Ef útreiknuð TJmax er miklu stærri en hönnunarþörfin, og uppbyggingin leyfir ekki viðbótarsvæði, skaltu íhuga að festa PCB aftur við "U" lagaða álsniðið (eða álplötustimplun) eða halda þig við hitavaskinn. Þessar tvær aðferðir eru almennt notaðar við hönnun margra aflmikilla LED lampa. Til dæmis, í ofangreindu reikningsdæmi, er 10 ℃/W hitavaskur límdur á bakhlið PCB með TJ=103 ℃ og TJ hans lækkar í um 80 ℃.
Það skal tekið fram hér að ofangreind TC er mæld við stofuhita (almennt 15 ~ 30 ℃). Ef umhverfishiti LED lampans TA er hærra en stofuhita er raunverulegur TJ hærri en reiknaður TJ mældur við stofuhita, þannig að þessi þáttur ætti að hafa í huga við hönnunina. Ef prófið er framkvæmt í hitastillinum er best að stilla hitastigið að hæsta umhverfishita þegar það er í notkun.
Að auki, hvort sem PCB er sett upp lárétt eða lóðrétt, eru hitaleiðniskilyrði þess mismunandi, sem hefur ákveðin áhrif á TC mælingu. Skeljarefni, stærð og hitaleiðnigat á lampanum hafa einnig áhrif á hitaleiðni. Því ætti að vera nokkurt svigrúm í hönnuninni.
Birtingartími: 23. mars 2022
