Sa kasalukuyan, mayroong tatlong uri ng PCB na inilapat na may high-power LED para sa pagwawaldas ng init: ordinaryong double-sided copper coated board (FR4), aluminum alloy based sensitive copper board (MCPCB), flexible film PCB na may adhesive sa aluminum alloy board.
Ang epekto ng pagwawaldas ng init ay nauugnay sa layer ng tanso at ang kapal ng layer ng metal at ang thermal conductivity ng insulating medium. Karaniwang ginagamit ang MCPCB na may 35um copper layer at 1.5mm aluminum alloy. Ang nababaluktot na PCB ay nakadikit sa aluminum alloy plate. Siyempre, ang MCPCBS na may mataas na thermal conductivity ay may pinakamahusay na thermal performance, ngunit ang presyo ay tumataas din.
Dito, kinuha ang ilang data mula sa halimbawa ng PAGSUKAT ng TC ng NICHIA Company bilang mga halimbawa ng pagkalkula. Ang mga kundisyon ay ang mga sumusunod: LED:3W puting LED, modelong MCCW022, RJC=16℃/W. Type K thermocouple point thermometer na sumusukat sa ulo na hinangin sa heat sink.
PCB test board: double-layer copper coated board (40×40mm), t=1.6mm, copper layer area ng welding surface 1180mm2, tansong layer na lugar ng likod 1600mm2.
LED working status: IF-500mA, VF=3.97V
Ang TC=71 ℃ ay sinusukat gamit ang type K thermocouple point thermometer. Ang temperatura sa paligid TA=25℃
1. Kinakalkula ang TJ
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/W(500mA×3.97V)
+71 ℃=103 ℃
2. Ang RBA ay kinakalkula
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1.99W
=23.1℃/W
3. Kinakalkula ang RJA
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23.1℃W
=39.1℃W
Kung ang idinisenyong TJmax ay -90 ℃, ang TJ na kinakalkula ayon sa mga kondisyon sa itaas ay hindi makakatugon sa mga kinakailangan sa disenyo. Kinakailangang palitan ang PCB na may mas mahusay na pagwawaldas ng init o dagdagan ang lugar ng pagwawaldas ng init nito, at subukan at kalkulahin muli hanggang TJ≤TJmax.
Ang isa pang paraan ay kapag ang halaga ng UC ng LED ay masyadong malaki, ang VF=3.65V kapag ang RJC=9℃/WIF=500mA ay pinalitan, ang ibang mga kundisyon ay nananatiling hindi nagbabago, T) ay maaaring kalkulahin bilang:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3.65 V) = 87.4 ℃
Mayroong ilang mga error sa pagkalkula ng 71 ℃ sa itaas, ang bagong 9 ℃ na LED ay dapat na welded upang muling subukan ang TC (ang sinusukat na halaga ay bahagyang mas maliit kaysa sa 71 ℃). Hindi naman talaga mahalaga. Pagkatapos gumamit ng 9 ℃/W LED, hindi nito kailangang baguhin ang materyal at lugar ng PCB, na nakakatugon sa mga kinakailangan sa disenyo.
Heat sink sa likod ng PCB
Kung ang kinakalkula na TJmax ay mas malaki kaysa sa kinakailangan sa disenyo, at ang istraktura ay hindi nagpapahintulot ng karagdagang lugar, isaalang-alang ang pagdikit ng PCB pabalik sa "U" na profile na aluminyo (o aluminum plate stamping), o dumikit sa heat sink. Ang dalawang pamamaraan na ito ay karaniwang ginagamit sa disenyo ng maraming high-power LED lamp. Halimbawa, sa halimbawa ng pagkalkula sa itaas, ang isang 10 ℃/W heat sink ay idinidikit sa likod ng PCB na may TJ=103 ℃, at ang TJ nito ay bumaba sa humigit-kumulang 80 ℃.
Dapat pansinin dito na ang nasa itaas na TC ay sinusukat sa temperatura ng silid (karaniwan ay 15~30 ℃). Kung ang nakapaligid na temperatura ng LED lamp TA ay mas malaki kaysa sa temperatura ng silid, ang aktwal na TJ ay mas mataas kaysa sa kinakalkula na TJ na sinusukat sa temperatura ng silid, kaya ang salik na ito ay dapat isaalang-alang sa disenyo. Kung ang pagsubok ay isinasagawa sa termostat, pinakamahusay na ayusin ang temperatura sa pinakamataas na temperatura ng kapaligiran kapag ginagamit.
Bilang karagdagan, kung ang PCB ay naka-install nang pahalang o patayo, ang mga kondisyon ng pagwawaldas ng init nito ay iba, na may tiyak na epekto sa pagsukat ng TC. Ang materyal ng shell, laki at butas ng pagwawaldas ng init ng lampara ay mayroon ding epekto sa pagwawaldas ng init. Samakatuwid, dapat mayroong ilang kaluwagan sa disenyo.
Oras ng post: Mar-23-2022
