सध्या, उष्णतेच्या विघटनासाठी उच्च-शक्ती LED सह तीन प्रकारचे PCB लागू केले जातात: सामान्य दुहेरी बाजू असलेला कॉपर कोटेड बोर्ड (FR4), ॲल्युमिनियम मिश्र धातुवर आधारित संवेदनशील तांबे बोर्ड (MCPCB), ॲल्युमिनियम मिश्र धातुच्या बोर्डवर चिकटलेल्या लवचिक फिल्म PCB.
उष्णता नष्ट होण्याचा प्रभाव तांबे थर आणि धातूच्या थराची जाडी आणि इन्सुलेटिंग माध्यमाची थर्मल चालकता यांच्याशी संबंधित आहे. MCPCB 35um तांब्याचा थर आणि 1.5mm ॲल्युमिनियम मिश्रधातूसह सामान्यतः वापरला जातो. लवचिक पीसीबी ॲल्युमिनियम मिश्र धातुच्या प्लेटवर चिकटलेले आहे. अर्थात, उच्च थर्मल चालकता असलेल्या MCPCBS ची थर्मल कार्यक्षमता सर्वोत्तम आहे, परंतु किंमत देखील वाढत आहे.
येथे, गणना उदाहरणे म्हणून NICHIA कंपनीच्या TC मोजण्याच्या उदाहरणावरून काही डेटा घेतला आहे. अटी खालीलप्रमाणे आहेत: LED:3W पांढरा LED, मॉडेल MCCW022, RJC=16℃/W. के थर्मोकूपल पॉइंट थर्मोमीटर मापन हेड हीट सिंकला वेल्डेड करा.
PCB चाचणी बोर्ड: डबल-लेयर कॉपर लेप बोर्ड (40×40mm), t=1.6mm, वेल्डिंग पृष्ठभागाचे कॉपर लेयर क्षेत्र 1180mm2, 1600 मिमी बॅकचे तांबे थर क्षेत्र2.
LED कार्यरत स्थिती: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ प्रकार K थर्मोकूपल पॉइंट थर्मामीटरने मोजले गेले. सभोवतालचे तापमान TA=25℃
1. TJ ची गणना केली जाते
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/W(500mA×3.97V)
+71℃=103℃
2.RBA ची गणना केली जाते
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1.99W
=23.1℃/W
3. RJA ची गणना केली जाते
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23.1℃W
=39.1℃W
डिझाइन केलेले TJmax -90℃ असल्यास, वरील अटींनुसार मोजलेले TJ डिझाइन आवश्यकता पूर्ण करू शकत नाही. पीसीबी अधिक चांगल्या उष्णतेने बदलणे किंवा त्याचे उष्णतेचे अपव्यय क्षेत्र वाढवणे आणि TJ≤TJmax पर्यंत पुन्हा चाचणी आणि गणना करणे आवश्यक आहे.
दुसरी पद्धत अशी आहे की जेव्हा LED चे UC व्हॅल्यू खूप मोठे असते, VF=3.65V जेव्हा RJC=9℃/WIF=500mA बदलले जाते, तेव्हा इतर परिस्थिती अपरिवर्तित राहतात, T) याप्रमाणे गणना केली जाऊ शकते:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3.65 V) = 87.4 ℃
वरील 71℃ च्या गणनेमध्ये काही त्रुटी आहे, TC ची पुन्हा चाचणी करण्यासाठी नवीन 9℃W LED वेल्डेड केले पाहिजे (मापलेले मूल्य 71℃ पेक्षा थोडेसे लहान आहे). खरंच काही फरक पडत नाही. 9℃/W LED वापरल्यानंतर, पीसीबी सामग्री आणि क्षेत्र बदलण्याची गरज नाही, जे डिझाइन आवश्यकता पूर्ण करते.
पीसीबीच्या मागील बाजूस हीट सिंक
जर गणना केलेले TJmax डिझाइनच्या आवश्यकतेपेक्षा खूप मोठे असेल आणि रचना अतिरिक्त क्षेत्रास परवानगी देत नाही, तर PCB ला "U" आकाराच्या ॲल्युमिनियम प्रोफाइलवर (किंवा ॲल्युमिनियम प्लेट स्टॅम्पिंग) चिकटवण्याचा किंवा हीट सिंकला चिकटवण्याचा विचार करा. या दोन पद्धती सामान्यतः एकाधिक उच्च-शक्ती एलईडी दिव्यांच्या डिझाइनमध्ये वापरल्या जातात. उदाहरणार्थ, वरील गणनेच्या उदाहरणामध्ये, PCB च्या मागील बाजूस TJ=103℃ सह 10℃/W हीट सिंक पेस्ट केली जाते आणि त्याचा TJ सुमारे 80℃ पर्यंत खाली येतो.
येथे हे लक्षात घेतले पाहिजे की वरील TC खोलीच्या तपमानावर (सामान्यत: 15~30℃) मोजले जाते. LED दिवा TA चे सभोवतालचे तापमान खोलीच्या तापमानापेक्षा जास्त असल्यास, वास्तविक TJ खोलीच्या तापमानावर मोजलेल्या TJ पेक्षा जास्त आहे, म्हणून या घटकाचा डिझाइनमध्ये विचार केला पाहिजे. चाचणी थर्मोस्टॅटमध्ये केली असल्यास, वापरात असताना तापमान सर्वोच्च सभोवतालच्या तापमानात समायोजित करणे चांगले आहे.
याव्यतिरिक्त, PCB क्षैतिज किंवा अनुलंब स्थापित केले असले तरीही, त्याची उष्णता नष्ट होण्याची परिस्थिती भिन्न आहे, ज्याचा TC मापनावर विशिष्ट प्रभाव पडतो. दिव्याचे शेल मटेरियल, आकार आणि उष्णता नष्ट होण्याच्या छिद्राचा देखील उष्णतेच्या विघटनावर परिणाम होतो. म्हणून, डिझाइनमध्ये थोडी सुटका असावी.
पोस्ट वेळ: मार्च-23-2022
