У цяперашні час існуюць тры тыпы друкаваных плат, на якіх выкарыстоўваюцца магутныя святлодыёды для рассейвання цяпла: звычайная двухбаковая медная плата (FR4), адчувальная медная плата на аснове алюмініевага сплаву (MCPCB), гнуткая плёнкавая плата з клеем на алюмініевай плаце.
Эфект цеплааддачы звязаны са слоем медзі і таўшчынёй металічнага слоя, а таксама з цеплаправоднасцю ізаляцыйнага асяроддзя. Звычайна выкарыстоўваецца MCPCB з слоем медзі таўшчынёй 35 мкм і алюмініевым сплавам таўшчынёй 1,5 мм. Гнуткая друкаваная плата прыляпляецца да пласціны з алюмініевага сплаву. Вядома, MCPCBS з высокай цеплаправоднасцю маюць найлепшыя цеплавыя характарыстыкі, але іх кошт таксама расце.
Тут некаторыя дадзеныя ўзятыя з прыкладу ВЫМЯРЭННЯ TC кампаніі NICHIA ў якасці прыкладаў разліку. Умовы наступныя: святлодыёд: белы святлодыёд 3 Вт, мадэль MCCW022, RJC=16℃/Вт. Вымяральная галоўка тэрмапары тыпу K прыварана да радыятара.
Тэставая плата друкаванай платы: двухслаёвая медная плата (40×40 мм), t=1,6 мм, плошча меднага пласта на паверхні зваркі 1180 мм2, плошча меднага пласта ззаду 1600 мм2.
Працоўны стан святлодыёда: IF-500mA, VF=3.97V
Тэмпература TC=71℃ была вымерана тэрмапарным тэрмометрам тыпу K. Тэмпература навакольнага асяроддзя TA=25℃
1. Разлічваецца ТДж
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
ТДж=16℃/Вт(500мА×3,97В)
+71℃=103℃
2. Разлічваецца RBA
RBA=(TC-TA)/PD
= (71℃ - 25℃) / 1,99 Вт
=23,1℃/Вт
3. Разлічваецца RJA
RJA=RJC+RBA
=16℃/Вт+23,1℃Вт
=39,1℃W
Калі разліковая тэмпература цеплааддачы (TJmax) складае -90℃, то разлічаная тэмпература цеплааддачы (TJ) у адпаведнасці з вышэйзгаданымі ўмовамі не можа адпавядаць праектным патрабаванням. Неабходна замяніць друкаваную плату з лепшым цеплааддачай або павялічыць яе плошчу цеплааддачы, а затым зноў праверыць і разлічыць, пакуль TJ ≤ TJmax не стане роўным.
Іншы метад заключаецца ў тым, што калі значэнне UC святлодыёда занадта вялікае, VF = 3,65 В пры замене RJC = 9 ℃ / WIF = 500 мА, астатнія ўмовы застаюцца нязменнымі, T) можна разлічыць наступным чынам:
TJ = 9 ℃ / Вт + 71 ℃ (500 ма * 3,65 В) = 87,4 ℃
У разліках 71℃ вышэй ёсць некаторая памылка, таму для паўторнага праверкі тэрмарэгулятара неабходна прыварыць новы святлодыёд магутнасцю 9℃Вт (вымеранае значэнне крыху меншае за 71℃). Гэта не мае вялікага значэння. Пасля выкарыстання святлодыёда магутнасцю 9℃/Вт не трэба мяняць матэрыял і плошчу друкаванай платы, што адпавядае патрабаванням праектавання.
Радыятар на задняй частцы друкаванай платы
Калі разлічанае значэнне TJmax значна большае за патрабаванне да канструкцыі, і канструкцыя не дазваляе дадатковай плошчы, падумайце аб тым, каб прыляпіць друкаваную плату назад да U-вобразнага алюмініевага профілю (або штампоўкі з алюмініевай пласціны) або прыляпіць яе да радыятара. Гэтыя два метады звычайна выкарыстоўваюцца пры праектаванні некалькіх магутных святлодыёдных лямпаў. Напрыклад, у прыведзеным вышэй прыкладзе разліку радыятар 10℃/Вт прыляпляецца да адваротнага боку друкаванай платы з TJ=103℃, і яго TJ падае прыкладна да 80℃.
Варта адзначыць, што вышэйзгаданы тэрмастат вымяраецца пры пакаёвай тэмпературы (звычайна 15~30℃). Калі тэмпература навакольнага асяроддзя святлодыёднай лямпы TA вышэйшая за пакаёвую тэмпературу, фактычны тэрмастат будзе вышэйшы за разліковы тэрмастат, вымераны пры пакаёвай тэмпературы, таму гэты фактар варта ўлічваць пры праектаванні. Калі выпрабаванне праводзіцца ў тэрмастаце, лепш за ўсё ўсталяваць тэмпературу на найвышэйшую тэмпературу навакольнага асяроддзя падчас выкарыстання.
Акрамя таго, незалежна ад таго, ці ўсталявана друкаваная плата гарызантальна ці вертыкальна, умовы яе цеплааддачы адрозніваюцца, што аказвае пэўны ўплыў на вымярэнне цеплааддачы. Матэрыял корпуса, памер і адтуліна для цеплааддачы ў лямпе таксама ўплываюць на цеплааддачу. Таму ў канструкцыі павінна быць некаторая свабода дзеянняў.
Час публікацыі: 23 сакавіка 2022 г.
