Одоогийн байдлаар дулаан ялгаруулах өндөр хүчин чадалтай LED бүхий гурван төрлийн ПХБ байдаг: энгийн хоёр талт зэс бүрсэн хавтан (FR4), хөнгөн цагаан хайлш дээр суурилсан мэдрэмтгий зэс хавтан (MCPCB), хөнгөн цагаан хайлшны хавтан дээрх цавуу бүхий уян хатан хальсан ПХБ.
Дулаан тараах нөлөө нь зэсийн давхарга ба металл давхаргын зузаан, тусгаарлагчийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүртэй холбоотой. 35 мм-ийн зэс давхарга, 1.5 мм хөнгөн цагаан хайлш бүхий MCPCB-ийг ихэвчлэн ашигладаг. Уян хатан ПХБ нь хөнгөн цагаан хайлшин хавтан дээр наасан байна. Мэдээжийн хэрэг, өндөр дулаан дамжуулалттай MCPCBS нь хамгийн сайн дулааны үзүүлэлттэй байдаг ч үнэ нь бас өсч байна.
Тооцооллын жишээ болгон NICHIA компанийн MEASURING TC-ийн жишээнээс зарим өгөгдлийг эндээс авсан болно. Нөхцөлүүд нь дараах байдалтай байна: LED: 3W цагаан LED, загвар MCCW022, RJC=16℃/W. K төрлийн термопар цэгийн термометр хэмжих толгойг халаагуурт гагнасан.
ПХБ туршилтын хавтан: хоёр давхар зэс бүрсэн хавтан (40×40мм), t=1.6мм, гагнуурын гадаргуугийн зэс давхаргын талбай 1180мм2, 1600мм ар талын зэс давхаргын талбай2.
LED ажиллах байдал: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃-ийг K төрлийн термопар цэгийн термометрээр хэмжсэн. Орчны температур TA=25℃
1. TJ тооцоолсон
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/Вт(500mA×3.97V)
+71℃=103℃
2.RBA тооцоолсон
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1.99Вт
=23.1℃/Вт
3. RJA-г тооцоолно
RJA=RJC+RBA
=16℃/Вт+23,1℃Вт
=39.1℃Вт
Хэрэв төлөвлөсөн TJmax нь -90℃ бол дээрх нөхцлийн дагуу тооцсон TJ нь дизайны шаардлагыг хангаж чадахгүй. ПХБ-ыг дулаан ялгаруулалт сайтай сольж эсвэл дулаан ялгарах талбайг нь нэмэгдүүлэх шаардлагатай бөгөөд TJ≤TJmax хүртэл дахин туршин тооцоолно.
Өөр нэг арга бол LED-ийн UC утга хэт том байх үед RJC=9℃/WIF=500mA солигдох үед VF=3.65V, бусад нөхцөл өөрчлөгдөхгүй, T) дараах байдлаар тооцоолж болно.
TJ = 9 ℃ / Вт + 71 ℃ (500 м * 3.65 В) = 87.4 ℃
Дээрх 71℃-ийн тооцоонд алдаа гарсан тул ТС-ийг дахин шалгахын тулд шинэ 9℃Вт LED-ийг гагнах шаардлагатай (хэмжсэн утга нь 71℃-ээс бага байна). Энэ үнэхээр хамаагүй. 9℃/W LED-ийг хэрэглэсний дараа дизайны шаардлагад нийцсэн ПХБ-ийн материал, талбайг өөрчлөх шаардлагагүй.
ПХБ-ийн ар талд байрлах дулаан шингээгч
Хэрэв тооцоолсон TJmax нь дизайны шаардлагаас хамаагүй их бөгөөд бүтэц нь нэмэлт талбайг зөвшөөрөхгүй бол ПХБ-ийг "U" хэлбэрийн хөнгөн цагаан профиль (эсвэл хөнгөн цагаан хавтан тамга) дээр наах эсвэл дулаан шингээгч дээр наах талаар бодож үзээрэй. Эдгээр хоёр аргыг олон тооны өндөр хүчин чадалтай LED чийдэнг зохион бүтээхэд ихэвчлэн ашигладаг. Жишээлбэл, дээрх тооцооны жишээн дээр 10℃/Вт дулаан шингээгчийг PCB-ийн ар талд TJ=103℃-тай наасан бөгөөд TJ нь ойролцоогоор 80℃ хүртэл буурдаг.
Дээрх ТС-ийг өрөөний температурт (ерөнхийдөө 15~30℃) хэмждэг гэдгийг энд тэмдэглэх нь зүйтэй. Хэрэв LED чийдэнгийн орчны температур TA нь өрөөний температураас их байвал бодит TJ нь өрөөний температурт хэмжсэн тооцоолсон TJ-ээс өндөр байдаг тул дизайн хийхдээ энэ хүчин зүйлийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Хэрэв туршилтыг термостатад хийсэн бол ашиглах үед температурыг орчны хамгийн өндөр температурт тохируулах нь зүйтэй.
Түүнчлэн ПХБ-ыг хэвтээ эсвэл босоо байдлаар суурилуулсан эсэхээс үл хамааран түүний дулаан ялгаруулах нөхцөл өөр өөр байдаг нь ТС хэмжилтэд тодорхой нөлөө үзүүлдэг. Дэнлүүний бүрхүүлийн материал, хэмжээ, дулаан ялгаруулах нүх нь дулаан ялгаруулахад нөлөөлдөг. Тиймээс дизайнд бага зэрэг чөлөөтэй байх ёстой.
Шуудангийн цаг: 2022 оны 3-р сарын 23-ны хооронд
