ამჟამად, არსებობს სამი სახის PCB, რომელიც გამოიყენება მაღალი სიმძლავრის LED-ით სითბოს გაფრქვევისთვის: ჩვეულებრივი ორმხრივი სპილენძის დაფარული დაფა (FR4), ალუმინის შენადნობის დაფუძნებული მგრძნობიარე სპილენძის დაფა (MCPCB), მოქნილი ფირის PCB წებოვანი ალუმინის შენადნობის დაფაზე.
სითბოს გაფრქვევის ეფექტი დაკავშირებულია სპილენძის ფენასთან და ლითონის ფენის სისქესთან და საიზოლაციო საშუალების თბოგამტარობასთან. MCPCB 35 უმ სპილენძის ფენით და 1.5 მმ ალუმინის შენადნობით ზოგადად გამოიყენება. მოქნილი PCB დამაგრებულია ალუმინის შენადნობის ფირფიტაზე. რა თქმა უნდა, მაღალი თბოგამტარობის MCPCBS-ს აქვს საუკეთესო თერმული შესრულება, მაგრამ ფასიც იზრდება.
აქ რამდენიმე მონაცემი აღებულია კომპანია NICHIA-ს MEASURING TC-ის მაგალითზე, როგორც გაანგარიშების მაგალითები. პირობები ასეთია: LED: 3W თეთრი LED, მოდელი MCCW022, RJC=16℃/W. K ტიპის თერმოწყვილების წერტილის თერმომეტრის საზომი თავი შედუღებამდეა გამათბობელზე.
PCB ტესტის დაფა: ორფენიანი სპილენძის დაფარული დაფა (40×40მმ), t=1.6მმ, შედუღების ზედაპირის სპილენძის ფენის ფართობი 1180მმ2სპილენძის ფენის ფართობი უკანა მხარეს 1600 მმ2.
LED მუშაობის სტატუსი: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ გაზომეს K ტიპის თერმოწყვილი წერტილის თერმომეტრით. გარემოს ტემპერატურა TA=25℃
1. TJ გამოითვლება
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/W(500mA×3.97V)
+71℃=103℃
2.RBA გამოითვლება
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1.99W
=23.1℃/ვ
3. RJA გამოითვლება
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23.1℃W
=39.1℃W
თუ დაპროექტებული TJmax არის -90℃, ზემოაღნიშნული პირობების მიხედვით გამოთვლილი TJ ვერ აკმაყოფილებს დიზაინის მოთხოვნებს. საჭიროა PCB-ის შეცვლა უკეთესი სითბოს გაფრქვევით ან გაზარდოთ მისი სითბოს გაფრქვევის არეალი და კვლავ შეამოწმოთ და გამოვთვალოთ TJ≤TJmax-მდე.
კიდევ ერთი მეთოდი არის ის, რომ როდესაც LED-ის UC მნიშვნელობა ძალიან დიდია, VF=3.65V როდესაც RJC=9℃/WIF=500mA შეიცვალა, სხვა პირობები რჩება უცვლელი, T) შეიძლება გამოითვალოს როგორც:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
71℃-ის გამოთვლაში არის გარკვეული შეცდომა ზემოთ, ახალი 9℃W LED უნდა შედუღდეს TC ხელახლა შესამოწმებლად (გაზომილი მნიშვნელობა ოდნავ ნაკლებია 71℃-ზე). ამას ნამდვილად არ აქვს მნიშვნელობა. 9℃/W LED გამოყენების შემდეგ, მას არ სჭირდება PCB მასალისა და ფართობის შეცვლა, რომელიც აკმაყოფილებს დიზაინის მოთხოვნებს.
გამათბობელი PCB-ის უკანა მხარეს
თუ გამოთვლილი TJmax ბევრად აღემატება დიზაინის მოთხოვნას და სტრუქტურა არ იძლევა დამატებით ფართობს, განიხილეთ PCB-ის მიმაგრება "U" ფორმის ალუმინის პროფილზე (ან ალუმინის ფირფიტის ჭედურობა) ან მიმაგრება გამათბობელზე. ეს ორი მეთოდი ჩვეულებრივ გამოიყენება მრავალი მაღალი სიმძლავრის LED ნათურის დიზაინში. მაგალითად, ზემოაღნიშნული გამოთვლის მაგალითში, 10℃/W გამათბობელი დამაგრებულია PCB-ის უკანა მხარეს TJ=103℃ და მისი TJ ეცემა დაახლოებით 80℃-მდე.
აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ ზემოაღნიშნული TC იზომება ოთახის ტემპერატურაზე (ზოგადად 15~30℃). თუ LED ნათურის TA ატმოსფერული ტემპერატურა ოთახის ტემპერატურაზე მეტია, ფაქტობრივი TJ უფრო მაღალია ვიდრე ოთახის ტემპერატურაზე გაზომილი გამოთვლილი TJ, ამიტომ ეს ფაქტორი უნდა იყოს გათვალისწინებული დიზაინში. თუ ტესტი ტარდება თერმოსტატში, უმჯობესია დაარეგულიროთ ტემპერატურა გარემოს უმაღლეს ტემპერატურაზე გამოყენებისას.
გარდა ამისა, PCB დამონტაჟებულია ჰორიზონტალურად თუ ვერტიკალურად, მისი სითბოს გაფრქვევის პირობები განსხვავებულია, რაც გარკვეულ გავლენას ახდენს TC გაზომვაზე. ჭურვის მასალა, ზომა და ნათურის სითბოს გაფრქვევის ხვრელი ასევე გავლენას ახდენს სითბოს გაფრქვევაზე. ამიტომ, დიზაინში გარკვეული თავისუფლება უნდა იყოს.
გამოქვეყნების დრო: მარ-23-2022
