• f5e4157711

انواع PCB های مختلف

در حال حاضر، سه نوع PCB با LED پرقدرت برای اتلاف گرما اعمال می شود: تخته معمولی روکش مسی دو طرفه (FR4)، تخته مس حساس مبتنی بر آلیاژ آلومینیوم (MCPCB)، PCB فیلم انعطاف پذیر با چسب روی تخته آلیاژ آلومینیوم.

اثر اتلاف حرارت مربوط به لایه مس و ضخامت لایه فلزی و هدایت حرارتی محیط عایق است.MCPCB با لایه مس 35 و آلیاژ آلومینیوم 1.5 میلی متر به طور کلی استفاده می شود.PCB انعطاف پذیر به صفحه آلیاژ آلومینیوم چسبانده شده است.البته MCPCBS با هدایت حرارتی بالا بهترین عملکرد حرارتی را دارد، اما قیمت نیز در حال افزایش است.

در اینجا داده هایی از نمونه MEASURING TC شرکت نیچیا به عنوان مثال محاسبه گرفته شده است.شرایط به شرح زیر است: LED: LED سفید 3W، مدل MCCW022، RJC=16℃/W.سر اندازه گیری دماسنج نقطه ترموکوپل نوع K که به هیت سینک جوش داده شده است.

برد تست PCB: تخته دولایه روکش مسی (40×40mm)، t=1.6mm، سطح لایه مسی سطح جوش 1180mm2مساحت لایه مسی پشت 1600 میلی متر2.

وضعیت کار LED: IF-500mA، VF=3.97V

TC=71℃ با دماسنج نقطه ای ترموکوپل نوع K اندازه گیری شد.دمای محیط TA=25℃

1. TJ محاسبه می شود

TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC

TJ=16℃/W (500mA×3.97V)

+71℃=103℃

2.RBA محاسبه می شود

RBA=(TC-TA)/PD

=(71℃-25℃)/1.99W

=23.1℃/W

3. RJA محاسبه می شود

RJA=RJC+RBA

=16℃/W+23.1℃W

=39.1 ℃W

اگر TJmax طراحی شده -90 ℃ باشد، TJ محاسبه شده با توجه به شرایط فوق نمی تواند الزامات طراحی را برآورده کند.باید PCB را با اتلاف حرارت بهتر عوض کرد یا مساحت اتلاف حرارت آن را افزایش داد و مجددا تست و محاسبه کرد تا TJ≤TJmax.

روش دیگر این است که وقتی مقدار UC LED خیلی بزرگ است، VF=3.65V وقتی RJC=9℃/WIF=500mA جایگزین می شود، سایر شرایط بدون تغییر باقی می مانند، T) را می توان به صورت زیر محاسبه کرد:

TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3.65 V) = 87.4 ℃

مقداری خطا در محاسبه 71 ℃ در بالا وجود دارد، LED جدید 9 ℃ W باید برای آزمایش مجدد TC جوش داده شود (مقدار اندازه گیری شده کمی کوچکتر از 71 ℃ است).این واقعا مهم نیست.پس از استفاده از LED 9℃/W، نیازی به تغییر مواد و مساحت PCB نیست که الزامات طراحی را برآورده می کند.

铝合金基敏铜板
柔性薄膜 PCB 旋转

سینک حرارتی در پشت PCB

اگر TJmax محاسبه‌شده بسیار بزرگ‌تر از نیاز طراحی است، و ساختار اجازه مساحت اضافی را نمی‌دهد، در نظر بگیرید که PCB را به پروفایل آلومینیومی شکل «U» (یا مهر و موم صفحه آلومینیومی)، یا به سینک حرارتی بچسبانید.این دو روش معمولا در طراحی لامپ های LED پرقدرت متعدد استفاده می شود.به عنوان مثال، در مثال محاسباتی بالا، یک هیت سینک 10℃/W در پشت PCB با TJ=103℃ چسبانده شده است و TJ آن به حدود 80℃ کاهش می یابد.

در اینجا لازم به ذکر است که TC فوق در دمای اتاق (به طور کلی 15 ~ 30 درجه سانتیگراد) اندازه گیری می شود.اگر دمای محیط لامپ LED TA بیشتر از دمای اتاق باشد، TJ واقعی بالاتر از TJ محاسبه شده در دمای اتاق است، بنابراین این عامل باید در طراحی در نظر گرفته شود.اگر آزمایش در ترموستات انجام شود، بهتر است هنگام استفاده دما را به بالاترین دمای محیط تنظیم کنید.

علاوه بر این، PCB چه به صورت افقی و چه به صورت عمودی نصب شود، شرایط اتلاف حرارت آن متفاوت است که تاثیر خاصی بر اندازه گیری TC دارد.جنس پوسته، اندازه و سوراخ اتلاف حرارت لامپ نیز بر اتلاف گرما تاثیر دارد.بنابراین، باید در طراحی فضای آزاد وجود داشته باشد.

普通双面敷铜板

زمان ارسال: مارس-23-2022