હાલમાં, ગરમીના વિસર્જન માટે હાઇ-પાવર એલઇડી સાથે ત્રણ પ્રકારના PCB લગાવવામાં આવે છે: સામાન્ય ડબલ-સાઇડેડ કોપર કોટેડ બોર્ડ (FR4), એલ્યુમિનિયમ એલોય આધારિત સેન્સિટિવ કોપર બોર્ડ (MCPCB), એલ્યુમિનિયમ એલોય બોર્ડ પર એડહેસિવ સાથે ફ્લેક્સિબલ ફિલ્મ PCB.
ગરમીના વિસર્જનની અસર તાંબાના સ્તર અને ધાતુના સ્તરની જાડાઈ અને ઇન્સ્યુલેટીંગ માધ્યમની થર્મલ વાહકતા સાથે સંબંધિત છે. 35um કોપર સ્તર અને 1.5mm એલ્યુમિનિયમ એલોય સાથે MCPCB નો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થાય છે. ફ્લેક્સિબલ PCB એલ્યુમિનિયમ એલોય પ્લેટ સાથે ગુંદરવાળું હોય છે. અલબત્ત, ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા ધરાવતા MCPCBS શ્રેષ્ઠ થર્મલ કામગીરી ધરાવે છે, પરંતુ કિંમત પણ વધી રહી છે.
અહીં, ગણતરીના ઉદાહરણો તરીકે NICHIA કંપનીના માપન TC ના ઉદાહરણમાંથી કેટલાક ડેટા લેવામાં આવ્યા છે. શરતો નીચે મુજબ છે: LED: 3W સફેદ LED, મોડેલ MCCW022, RJC=16℃/W. પ્રકાર K થર્મોકપલ પોઇન્ટ થર્મોમીટર માપન હેડ હીટ સિંકમાં વેલ્ડેડ.
PCB ટેસ્ટ બોર્ડ: ડબલ-લેયર કોપર કોટેડ બોર્ડ (40×40mm), t=1.6mm, વેલ્ડીંગ સપાટીનો કોપર લેયર વિસ્તાર 1180mm2, પાછળનો તાંબાનો પડ વિસ્તાર 1600 મીમી2.
LED કાર્યકારી સ્થિતિ: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ પ્રકાર K થર્મોકપલ પોઈન્ટ થર્મોમીટર વડે માપવામાં આવ્યું હતું. આસપાસનું તાપમાન TA=25℃
1. TJ ની ગણતરી કરવામાં આવે છે
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
ટીજે=૧૬℃/ડબલ્યુ(૫૦૦એમએ×૩.૯૭વો)
+૭૧℃=૧૦૩℃
2.RBA ની ગણતરી કરવામાં આવે છે
RBA=(TC-TA)/PD
=(૭૧℃-૨૫℃)/૧.૯૯ વોટ
=૨૩.૧℃/પ
3. RJA ની ગણતરી કરવામાં આવે છે
આરજેએ=આરજેસી+આરબીએ
=૧૬℃/પ+૨૩.૧℃પ
=૩૯.૧℃પ
જો ડિઝાઇન કરેલ TJ મહત્તમ -90℃ હોય, તો ઉપરોક્ત શરતો અનુસાર ગણતરી કરાયેલ TJ ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરી શકતું નથી. PCB ને વધુ સારી ગરમીના વિસર્જન સાથે બદલવું અથવા તેના ગરમીના વિસર્જન ક્ષેત્રને વધારવું જરૂરી છે, અને TJ≤TJ મહત્તમ સુધી ફરીથી પરીક્ષણ અને ગણતરી કરવી જરૂરી છે.
બીજી પદ્ધતિ એ છે કે જ્યારે LED નું UC મૂલ્ય ખૂબ મોટું હોય, VF=3.65V જ્યારે RJC=9℃/WIF=500mA બદલવામાં આવે છે, ત્યારે અન્ય શરતો યથાવત રહે છે, T) ની ગણતરી આ રીતે કરી શકાય છે:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3.65 V) = 87.4 ℃
ઉપરોક્ત 71℃ ની ગણતરીમાં થોડી ભૂલ છે, TC નું ફરીથી પરીક્ષણ કરવા માટે નવા 9℃W LED ને વેલ્ડિંગ કરવું જોઈએ (માપેલ મૂલ્ય 71℃ કરતા થોડું નાનું છે). તે ખરેખર વાંધો નથી. 9℃/W LED નો ઉપયોગ કર્યા પછી, તેને PCB સામગ્રી અને વિસ્તાર બદલવાની જરૂર નથી, જે ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે.
PCB ની પાછળ હીટ સિંક
જો ગણતરી કરેલ TJmax ડિઝાઇનની જરૂરિયાત કરતા ઘણો મોટો હોય, અને માળખું વધારાના વિસ્તારને મંજૂરી આપતું નથી, તો PCB ને "U" આકારના એલ્યુમિનિયમ પ્રોફાઇલ (અથવા એલ્યુમિનિયમ પ્લેટ સ્ટેમ્પિંગ) પર પાછું ચોંટાડવાનો વિચાર કરો, અથવા હીટ સિંક પર ચોંટાડો. આ બે પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે બહુવિધ હાઇ-પાવર LED લેમ્પ્સની ડિઝાઇનમાં થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઉપરોક્ત ગણતરીના ઉદાહરણમાં, PCB ની પાછળ TJ=103℃ સાથે 10℃/W હીટ સિંક ચોંટાડવામાં આવે છે, અને તેનો TJ લગભગ 80℃ સુધી ઘટી જાય છે.
અહીં એ નોંધવું જોઈએ કે ઉપરોક્ત TC ઓરડાના તાપમાને માપવામાં આવે છે (સામાન્ય રીતે 15~30℃). જો LED લેમ્પ TA નું આસપાસનું તાપમાન ઓરડાના તાપમાન કરતા વધારે હોય, તો વાસ્તવિક TJ ઓરડાના તાપમાને માપવામાં આવેલા ગણતરી કરેલ TJ કરતા વધારે હોય છે, તેથી ડિઝાઇનમાં આ પરિબળને ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ. જો પરીક્ષણ થર્મોસ્ટેટમાં કરવામાં આવે છે, તો ઉપયોગમાં લેવાતી વખતે તાપમાનને સૌથી વધુ આસપાસના તાપમાને સમાયોજિત કરવું શ્રેષ્ઠ છે.
વધુમાં, PCB ને આડા કે ઊભા રીતે ઇન્સ્ટોલ કરેલ હોય, તેની ગરમીના વિસર્જનની સ્થિતિ અલગ અલગ હોય છે, જે TC માપન પર ચોક્કસ અસર કરે છે. લેમ્પના શેલ મટીરીયલ, કદ અને ગરમીના વિસર્જનના છિદ્રની પણ ગરમીના વિસર્જન પર અસર પડે છે. તેથી, ડિઝાઇનમાં થોડી છૂટછાટ હોવી જોઈએ.
પોસ્ટ સમય: માર્ચ-23-2022
