Nuntempe, ekzistas tri specoj de PCB aplikataj kun altpotencaj LED-oj por varmodisradiado: ordinara duflanka kupro-kovrita plato (FR4), aluminialojo-bazita sentema kupro-plato (MCPCB), fleksebla filma PCB kun gluo sur aluminialoja plato.
La varmodisradiada efiko rilatas al la kupra tavolo kaj la dikeco de la metala tavolo kaj la varmokondukteco de la izola medio. Ĝenerale oni uzas MCPCB kun 35µm kupra tavolo kaj 1.5mm aluminia alojo. Fleksebla PCB estas gluita al aluminia aloja plato. Kompreneble, MCPCBS kun alta varmokondukteco havas la plej bonan termikan rendimenton, sed la prezo ankaŭ altiĝas.
Jen kelkaj datumoj prenitaj el la ekzemplo de MEZURADO DE TC de la kompanio NICHIA kiel kalkulekzemploj. La kondiĉoj estas jenaj: LED: 3W blanka LED, modelo MCCW022, RJC=16℃/W. Termokupla mezurkapo de tipo K veldita al varmoradiatoro.
PCB-testa tabulo: duobla-tavola kupro-kovrita tabulo (40×40mm), t=1.6mm, kupro-tavola areo de velda surfaco 1180mm2, kupra tavolo areo de malantaŭo 1600mm2.
Funkcia stato de LED: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ estis mezurita per termokupla punkta termometro de tipo K. La ĉirkaŭa temperaturo TA=25℃
1. TJ estas kalkulata
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/W(500mA×3.97V)
+71℃=103℃
2.RBA estas kalkulata
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1.99W
=23.1℃/W
3. RJA estas kalkulata
RJA=RJC+RBA
=16℃/O+23.1℃O
=39.1℃O
Se la desegnita TJmax estas -90℃, la TJ kalkulita laŭ la supre menciitaj kondiĉoj ne povas plenumi la dezajnajn postulojn. Necesas ŝanĝi la PCB-on kun pli bona varmodisradiado aŭ pliigi ĝian varmodisradiadan areon, kaj testi kaj kalkuli denove ĝis TJ≤TJmax.
Alia metodo estas, ke kiam la UC-valoro de la LED estas tro granda, VF=3.65V kiam RJC=9℃/WIF=500mA estas anstataŭigita, aliaj kondiĉoj restas senŝanĝaj, T) povas esti kalkulita jene:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3.65 V) = 87.4 ℃
Estas iu eraro en la kalkulo de 71℃ supre, nova 9℃W LED devus esti veldita por retesti la TC (la mezurita valoro estas iomete pli malgranda ol 71℃). Tio ne vere gravas. Post uzado de 9℃/W LED, ne necesas ŝanĝi la materialon kaj areon de la PCB, kio plenumas la dezajnajn postulojn.
Varmoradiatoro sur la malantaŭo de la PCB
Se la kalkulita TJmax estas multe pli granda ol la dezajna postulo, kaj la strukturo ne permesas plian areon, konsideru alglui la PCB reen al la "U"-forma aluminia profilo (aŭ aluminia platstampado), aŭ alglui la varmoradiatoron. Ĉi tiuj du metodoj estas ofte uzataj en la dezajno de pluraj altpotencaj LED-lampoj. Ekzemple, en la supra kalkula ekzemplo, 10℃/W varmoradiatoro estas algluita sur la dorson de la PCB kun TJ=103℃, kaj ĝia TJ falas al ĉirkaŭ 80℃.
Notindas ĉi tie, ke la supre menciita TC estas mezurata je ĉambra temperaturo (ĝenerale 15~30℃). Se la ĉirkaŭa temperaturo de la LED-lampo TA estas pli alta ol la ĉambra temperaturo, la efektiva TJ estas pli alta ol la kalkulita TJ mezurita je ĉambra temperaturo, do ĉi tiu faktoro devus esti konsiderata en la dezajno. Se la testo estas farita en la termostato, estas plej bone alĝustigi la temperaturon al la plej alta ĉirkaŭa temperaturo dum uzado.
Krome, ĉu la PCB estas instalita horizontale aŭ vertikale, ĝiaj varmodisradiadaj kondiĉoj estas malsamaj, kio havas certan efikon sur la TC-mezurado. La ŝelmaterialo, grandeco kaj varmodisradiada truo de la lampo ankaŭ havas efikon sur la varmodisradiado. Tial, devus esti iom da libereco en la dezajno.
Afiŝtempo: 23-a de marto 2022
