Во моментов, постојат три вида на ПХБ кои се применуваат со LED со висока моќност за дисипација на топлина: обична двострана бакарна плоча (FR4), чувствителна бакарна плоча базирана на алуминиумска легура (MCPCB), флексибилна филмска ПХБ со лепило на плоча од алуминиумска легура.
Ефектот на дисипација на топлина е поврзан со бакарниот слој и дебелината на металниот слој и топлинската спроводливост на изолациониот медиум. Генерално се користи MCPCB со бакарен слој од 35 м и алуминиумска легура од 1,5 мм. Флексибилна ПХБ е залепена на плоча од алуминиумска легура. Се разбира, MCPCBS со висока топлинска спроводливост имаат најдобри термички перформанси, но цената исто така расте.
Овде како примери за пресметка се земени некои податоци од примерот на МЕРЕЊЕ TC на компанијата NICHIA. Условите се следни: LED: 3W бела LED, модел MCCW022, RJC=16℃/W. Мерната глава на термометар со точка K на термопар, заварена на ладилник.
ПХБ тест плоча: двослојна плочка обложена со бакар (40×40mm), t=1,6mm, површина на бакарниот слој на површината за заварување 1180mm2, површина на бакарен слој на грбот 1600мм2.
Работен статус на LED: IF-500mA, VF=3,97V
TC=71℃ беше измерен со термометар со точка К на термопар. Температурата на околината TA=25℃
1. Се пресметува ТЈ
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/W (500mA×3,97V)
+71℃=103℃
2.РБА се пресметува
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1,99W
=23,1℃/Ш
3. РЈА се пресметува
РЈА=РЈЦ+РБА
=16℃/Ш+23,1℃Ш
=39,1℃W
Ако дизајнираниот TJmax е -90℃, TJ пресметан според горенаведените услови не може да ги исполни барањата за дизајн. Потребно е да се смени ПХБ со подобра дисипација на топлина или да се зголеми неговата површина на дисипација на топлина и повторно да се тестира и пресмета до TJ≤TJmax.
Друг метод е дека кога вредноста на UC на ЛЕР е преголема, VF=3,65V кога се заменува RJC=9℃/WIF=500mA, другите услови остануваат непроменети, T) може да се пресмета како:
TJ = 9 ℃ / Ш + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
Има некоја грешка во пресметката од 71℃ погоре, нова 9℃W LED треба да се завари за повторно да се тестира TC (измерената вредност е малку помала од 71℃). Тоа навистина не е важно. По употребата на LED 9℃/W, не треба да се менува материјалот и површината на ПХБ, што ги исполнува барањата за дизајн.
Топлина на задната страна на ПХБ
Ако пресметаниот TJmax е многу поголем од условот за дизајнирање, а структурата не дозволува дополнителна површина, размислете да ја залепите ПХБ назад на алуминиумскиот профил во форма „U“ (или печат на алуминиумска плоча) или да се залепи за ладилникот. Овие два методи најчесто се користат при дизајнирање на повеќе LED светилки со висока моќност. На пример, во горниот пример за пресметка, ладилник од 10℃/W е залепен на задната страна на ПХБ со TJ=103℃, а неговиот TJ паѓа на околу 80℃.
Овде треба да се забележи дека горенаведениот ТЦ се мери на собна температура (обично 15~30℃). Ако температурата на околината на LED светилката TA е поголема од собната температура, вистинската TJ е повисока од пресметаната TJ измерена на собна температура, така што овој фактор треба да се земе предвид при дизајнирањето. Ако тестот се врши во термостатот, најдобро е да се прилагоди температурата на највисоката амбиентална температура кога се користи.
Дополнително, без разлика дали ПХБ е поставен хоризонтално или вертикално, неговите услови за дисипација на топлина се различни, што има одредено влијание врз мерењето на ТС. Материјалот на обвивката, големината и дупката за дисипација на топлина на светилката, исто така, имаат влијание врз дисипацијата на топлина. Затоа, треба да има одредена слобода во дизајнот.
Време на објавување: Мар-23-2022
