Praegu on olemas kolme tüüpi trükkplaate, millele on paigaldatud suure võimsusega LED-id soojuse hajutamiseks: tavaline kahepoolne vaskkattega plaat (FR4), alumiiniumisulamil põhinev tundlik vaskplaat (MCPCB) ja painduv kile-PCB, millel on alumiiniumisulamist plaadil liim.
Soojuse hajumisefekt on seotud vasekihi ja metallkihi paksuse ning isolatsioonimaterjali soojusjuhtivusega. Üldiselt kasutatakse 35 μm vasekihi ja 1,5 mm alumiiniumsulamist MCPCB-d. Paindlik trükkplaat liimitakse alumiiniumisulamist plaadile. Muidugi on kõrge soojusjuhtivusega MCPCBS-il parim soojusomadus, kuid ka hind tõuseb.
Siin on arvutusnäidetena kasutatud mõningaid andmeid NICHIA ettevõtte MEASURING TC näitest. Tingimused on järgmised: LED: 3W valge LED, mudel MCCW022, RJC = 16 ℃/W. K-tüüpi termopaari punkttermomeetri mõõtepea on keevitatud jahutusradiaatori külge.
PCB testplaat: kahekihiline vaskkattega plaat (40 × 40 mm), t = 1,6 mm, keevituspinna vasekihi pindala 1180 mm22, vasekihi pindala tagaküljel 1600 mm2.
LED-i tööolek: IF-500mA, VF = 3,97V
TC = 71 ℃ mõõdeti K-tüüpi termopaariga punkttermomeetriga. Ümbritseva õhu temperatuur = 25 ℃
1. TJ arvutatakse
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ = 16 ℃/W (500 mA × 3,97 V)
+71 ℃ = 103 ℃
2.RBA arvutatakse
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1,99W
= 23,1 ℃/W
3. RJA arvutatakse
RJA=RJC+RBA
=16 ℃/W+23,1 ℃W
=39,1 ℃W
Kui projekteeritud TJmax on -90 ℃, siis ülaltoodud tingimuste kohaselt arvutatud TJ ei vasta projekteerimisnõuetele. On vaja vahetada trükkplaat parema soojuseraldusega või suurendada selle soojuseraldusala ning seejärel testida ja arvutada uuesti, kuni TJ ≤ TJmax.
Teine meetod on see, et kui LED-i UC väärtus on liiga suur, VF = 3,65 V, kui RJC = 9 ℃ / WIF = 500 mA, jäävad muud tingimused samaks. T) saab arvutada järgmiselt:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
Ülaltoodud 71 ℃ arvutamisel on teatav viga, TC uuesti testimiseks tuleks keevitada uus 9 ℃ W LED (mõõdetud väärtus on veidi väiksem kui 71 ℃). See pole tegelikult oluline. Pärast 9 ℃/W LED-i kasutamist ei ole vaja trükkplaadi materjali ega pindala muuta, mis vastab projekteerimisnõuetele.
Jahutusradiaator trükkplaadi tagaküljel
Kui arvutatud TJmax on projekteerimisnõudest palju suurem ja konstruktsioon ei võimalda lisapinda, kaaluge trükkplaadi kleepimist tagasi U-kujulisele alumiiniumprofiilile (või alumiiniumplaadi stantsimist) või jahutusradiaatori külge kleepimist. Neid kahte meetodit kasutatakse tavaliselt mitme suure võimsusega LED-lambi projekteerimisel. Näiteks ülaltoodud arvutusnäites kleebitakse trükkplaadi tagaküljele 10 ℃/W jahutusradiaator, mille TJ = 103 ℃, ja selle TJ langeb umbes 80 ℃-ni.
Siinkohal tuleb märkida, et ülaltoodud TC mõõdetakse toatemperatuuril (tavaliselt 15–30 ℃). Kui LED-lambi ümbritseva õhu temperatuur TA on kõrgem kui toatemperatuur, on tegelik TJ kõrgem kui toatemperatuuril mõõdetud arvutatud TJ, seega tuleks seda tegurit projekteerimisel arvesse võtta. Kui katse tehakse termostaadis, on kõige parem reguleerida temperatuur kasutamise ajal kõrgeimale ümbritseva õhu temperatuurile.
Lisaks sellele, kas trükkplaat paigaldatakse horisontaalselt või vertikaalselt, on selle soojuse hajumise tingimused erinevad, mis mõjutab TC mõõtmist. Lambi korpuse materjal, suurus ja soojuse hajumise ava mõjutavad samuti soojuse hajumist. Seetõttu peaks konstruktsioonis olema teatav mänguruum.
Postituse aeg: 23. märts 2022
