Tans is daar drie soorte PCB's wat met hoë-krag LED's vir hitte-afvoer toegepas word: gewone dubbelsydige koperbedekte bord (FR4), aluminiumlegering-gebaseerde sensitiewe koperbord (MCPCB), buigsame film-PCB met kleefmiddel op aluminiumlegeringbord.
Die hitte-afvoer-effek hou verband met die koperlaag en die dikte van die metaallaag en die termiese geleidingsvermoë van die isolerende medium. MCPCB met 'n 35um koperlaag en 1.5mm aluminiumlegering word oor die algemeen gebruik. Buigsame PCB word op 'n aluminiumlegeringsplaat vasgeplak. MCPCBS met hoë termiese geleidingsvermoë het natuurlik die beste termiese werkverrigting, maar die prys styg ook.
Hier word data geneem uit die voorbeeld van die METING van TC van NICHIA Company as berekeningsvoorbeelde. Die voorwaardes is soos volg: LED: 3W wit LED, model MCCW022, RJC=16℃/W. Tipe K termokoppelpunttermometer meetkop vasgesweis aan hitteafleier.
PCB-toetsbord: dubbellaag koperbedekte bord (40 × 40 mm), t = 1.6 mm, koperlaagoppervlakte van sweisoppervlak 1180 mm2, koperlaagoppervlakte van agterkant 1600 mm2.
LED werkstatus: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ is gemeet met 'n tipe K termokoppelpunttermometer. Die omgewingstemperatuur TA=25℃
1. TJ word bereken
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/W(500mA×3.97V)
+71℃=103℃
2. RBA word bereken
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1.99W
=23.1℃/W
3. RJA word bereken
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23.1℃W
=39.1℃W
Indien die ontwerpte TJmax -90℃ is, kan die TJ wat volgens die bogenoemde voorwaardes bereken is, nie aan die ontwerpvereistes voldoen nie. Dit is nodig om die PCB met beter hitte-afvoer te verander of die hitte-afvoerarea te vergroot, en weer te toets en te bereken totdat TJ≤TJmax is.
Nog 'n metode is dat wanneer die UC-waarde van die LED te groot is, VF = 3.65V wanneer RJC = 9 ℃ / WIF = 500mA vervang word, ander toestande onveranderd bly, T) kan bereken word as:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
Daar is 'n fout in die berekening van 71℃ hierbo, nuwe 9℃W LED moet gesweis word om die TC weer te toets (die gemete waarde is effens kleiner as 71℃). Dit maak nie regtig saak nie. Na die gebruik van 9℃/W LED hoef die PCB-materiaal en -area nie verander te word nie, wat aan die ontwerpvereistes voldoen.
Hitteafvoerder op die agterkant van die PCB
Indien die berekende TJmax baie groter is as die ontwerpvereiste, en die struktuur nie addisionele area toelaat nie, oorweeg dit om die PCB terug aan die "U"-vormige aluminiumprofiel (of aluminiumplaatgestempel) te plak, of aan die hitteafleier te plak. Hierdie twee metodes word algemeen gebruik in die ontwerp van veelvuldige hoë-krag LED-lampe. Byvoorbeeld, in die bogenoemde berekeningsvoorbeeld word 'n 10℃/W hitteafleier op die agterkant van die PCB geplak met TJ=103℃, en die TJ daal tot ongeveer 80℃.
Daar moet hier kennis geneem word dat die bogenoemde TC by kamertemperatuur gemeet word (gewoonlik 15~30℃). As die omgewingstemperatuur van die LED-lamp se TA groter is as kamertemperatuur, is die werklike TJ hoër as die berekende TJ wat by kamertemperatuur gemeet is, dus moet hierdie faktor in ag geneem word in die ontwerp. As die toets in die termostaat uitgevoer word, is dit die beste om die temperatuur aan te pas by die hoogste omgewingstemperatuur wanneer dit in gebruik is.
Daarbenewens, of die PCB horisontaal of vertikaal geïnstalleer word, is die hitte-afvoertoestande anders, wat 'n sekere impak op TC-meting het. Die dopmateriaal, grootte en hitte-afvoergat van die lamp het ook 'n impak op hitte-afvoer. Daarom moet daar 'n mate van speelruimte in die ontwerp wees.
Plasingstyd: 23 Maart 2022
