Pašlaik ir trīs veidu PCB, kas tiek lietoti ar lieljaudas LED siltuma izkliedēšanai: parasta abpusēja vara pārklāta plātne (FR4), jutīga vara plāksne (MCPCB), kuras pamatā ir alumīnija sakausējums, elastīga plēves PCB ar līmi uz alumīnija sakausējuma plātnes.
Siltuma izkliedes efekts ir saistīts ar vara slāni un metāla slāņa biezumu un izolācijas vides siltumvadītspēju. Parasti tiek izmantots MCPCB ar 35 um vara slāni un 1,5 mm alumīnija sakausējumu. Elastīga PCB ir pielīmēta pie alumīnija sakausējuma plāksnes. Protams, MCPCBS ar augstu siltumvadītspēju ir vislabākie siltuma rādītāji, taču arī cena pieaug.
Šeit daži dati ir ņemti no uzņēmuma NICHIA uzņēmuma MĒRĪŠANAS TC piemēra kā aprēķinu piemēri. Nosacījumi ir šādi: LED: 3W balta LED, modelis MCCW022, RJC=16℃/W. K tipa termopāra punkta termometra mērgalva, kas piemetināta pie siltuma izlietnes.
PCB testa plāksne: divslāņu vara pārklājuma plāksne (40 × 40 mm), t = 1,6 mm, metināšanas virsmas vara slāņa laukums 1180 mm2, aizmugures vara slāņa laukums 1600mm2.
LED darba statuss: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ tika mērīts ar K tipa termopāra punkta termometru. Apkārtējā temperatūra TA=25℃
1. Tiek aprēķināts TJ
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ = 16 ℃/W (500 mA × 3,97 V)
+71℃=103℃
2.RBA tiek aprēķināts
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1,99 W
=23,1℃/W
3. Tiek aprēķināta RJA
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23,1℃W
=39,1℃W
Ja projektētais TJmax ir -90 ℃, TJ, kas aprēķināts saskaņā ar iepriekšminētajiem nosacījumiem, nevar atbilst projektēšanas prasībām. Jāmaina PCB ar labāku siltuma izkliedi vai jāpalielina tā siltuma izkliedes laukums, un vēlreiz jāpārbauda un jāaprēķina līdz TJ≤TJmax.
Vēl viena metode ir tāda, ka, ja gaismas diodes UC vērtība ir pārāk liela, VF = 3,65 V, kad tiek aizstāts RJC = 9℃/WIF = 500 mA, citi nosacījumi paliek nemainīgi, T) var aprēķināt šādi:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
Aprēķinot 71 ℃ augstāku temperatūru, ir kļūda, lai atkārtoti pārbaudītu TC, ir jāmetina jauna 9 ℃ W LED (izmērītā vērtība ir nedaudz mazāka par 71 ℃). Tam īsti nav nozīmes. Pēc 9℃/W LED izmantošanas nav jāmaina PCB materiāls un laukums, kas atbilst dizaina prasībām.
Siltuma izlietne PCB aizmugurē
Ja aprēķinātais TJmax ir daudz lielāks par konstrukcijas prasību un konstrukcija nepieļauj papildu laukumu, apsveriet PCB pielīmēšanu atpakaļ uz "U" formas alumīnija profila (vai alumīnija plāksnes štancēšanas) vai pielīmēšanu pie siltuma izlietnes. Šīs divas metodes parasti izmanto vairāku lieljaudas LED lampu projektēšanā. Piemēram, iepriekš minētajā aprēķinu piemērā 10 ℃/W siltuma izlietne ir ielīmēta PCB aizmugurē ar TJ = 103 ℃, un tā TJ samazinās līdz aptuveni 80 ℃.
Šeit jāatzīmē, ka iepriekšminētā TC tiek mērīta istabas temperatūrā (parasti 15 ~ 30 ℃). Ja LED lampas TA apkārtējā temperatūra ir lielāka par istabas temperatūru, faktiskais TJ ir lielāks par aprēķināto TJ, kas izmērīts istabas temperatūrā, tāpēc šis faktors jāņem vērā projektēšanā. Ja testu veic termostatā, lietošanas laikā vislabāk ir noregulēt temperatūru līdz augstākajai apkārtējās vides temperatūrai.
Turklāt neatkarīgi no tā, vai PCB ir uzstādīts horizontāli vai vertikāli, tā siltuma izkliedes apstākļi ir atšķirīgi, kas zināmā mērā ietekmē TC mērījumus. Lampas apvalka materiāls, izmērs un siltuma izkliedes caurums arī ietekmē siltuma izkliedi. Tāpēc dizainā vajadzētu būt zināmai rīcības brīvībai.
Izlikšanas laiks: 23.03.2022
