वर्तमान में, गर्मी अपव्यय के लिए उच्च शक्ति एलईडी के साथ लागू तीन प्रकार के पीसीबी हैं: साधारण डबल-पक्षीय तांबा लेपित बोर्ड (एफआर 4), एल्यूमीनियम मिश्र धातु आधारित संवेदनशील तांबा बोर्ड (एमसीपीसीबी), एल्यूमीनियम मिश्र धातु बोर्ड पर चिपकने वाला लचीला फिल्म पीसीबी।
गर्मी अपव्यय प्रभाव तांबे की परत और धातु परत की मोटाई और इन्सुलेटिंग माध्यम की तापीय चालकता से संबंधित है। 35um तांबे की परत और 1.5 मिमी एल्यूमीनियम मिश्र धातु के साथ MCPCB का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। लचीले पीसीबी को एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्लेट से चिपकाया जाता है। बेशक, उच्च तापीय चालकता वाले MCPCBS में सबसे अच्छा थर्मल प्रदर्शन होता है, लेकिन कीमत भी बढ़ रही है।
यहाँ, गणना उदाहरण के रूप में NICHIA कंपनी के MEASURING TC के उदाहरण से कुछ डेटा लिया गया है। स्थितियाँ इस प्रकार हैं: LED:3W सफ़ेद LED, मॉडल MCCW022, RJC=16℃/W. टाइप K थर्मोकपल पॉइंट थर्मामीटर मापने वाला हेड हीट सिंक से वेल्डेड है।
पीसीबी परीक्षण बोर्ड: डबल-लेयर कॉपर कोटेड बोर्ड (40×40 मिमी), टी=1.6 मिमी, वेल्डिंग सतह का कॉपर परत क्षेत्र 1180 मिमी2, पीछे तांबे की परत का क्षेत्रफल 1600 मिमी2.
एलईडी कार्यशील स्थिति: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ को टाइप K थर्मोकपल पॉइंट थर्मामीटर से मापा गया। परिवेश का तापमान TA=25℃
1. टीजे की गणना की जाती है
टीजे=आरजेसी x पीडी+टीसी=आरजेसी (आईएफ x वीएफ)+टीसी
टीजे=16℃/डब्ल्यू(500mA×3.97V)
+71℃=103℃
2.आरबीए की गणना की जाती है
आरबीए=(टीसी-टीए)/पीडी
=(71℃-25℃)/1.99W
=23.1℃/डब्ल्यू
3. आरजेए की गणना की जाती है
आरजेए=आरजेसी+आरबीए
=16℃/डब्ल्यू+23.1℃डब्ल्यू
=39.1℃डब्ल्यू
यदि डिज़ाइन किया गया TJmax -90℃ है, तो उपरोक्त शर्तों के अनुसार गणना की गई TJ डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती है। बेहतर गर्मी अपव्यय के साथ पीसीबी को बदलना या उसके गर्मी अपव्यय क्षेत्र को बढ़ाना आवश्यक है, और TJ≤TJmax तक फिर से परीक्षण और गणना करना आवश्यक है।
एक अन्य विधि यह है कि जब एलईडी का यूसी मान बहुत बड़ा हो, VF=3.65V जब RJC=9℃/WIF=500mA प्रतिस्थापित किया जाता है, अन्य स्थितियाँ अपरिवर्तित रहती हैं, T) की गणना इस प्रकार की जा सकती है:
टीजे = 9 ℃ / डब्ल्यू + 71 ℃ (500 एमए * 3.65 वी) = 87.4 ℃
ऊपर 71 डिग्री सेल्सियस की गणना में कुछ त्रुटि है, टीसी का पुनः परीक्षण करने के लिए नई 9 डिग्री सेल्सियस डब्ल्यू एलईडी को वेल्डेड किया जाना चाहिए (मापा गया मूल्य 71 डिग्री सेल्सियस से थोड़ा छोटा है)। यह वास्तव में कोई फर्क नहीं पड़ता। 9 डिग्री सेल्सियस / डब्ल्यू एलईडी का उपयोग करने के बाद, इसे पीसीबी सामग्री और क्षेत्र को बदलने की आवश्यकता नहीं है, जो डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करता है।
पीसीबी के पीछे हीट सिंक
यदि गणना की गई TJmax डिज़ाइन की आवश्यकता से बहुत बड़ी है, और संरचना अतिरिक्त क्षेत्र की अनुमति नहीं देती है, तो PCB को "U" आकार के एल्यूमीनियम प्रोफ़ाइल (या एल्यूमीनियम प्लेट स्टैम्पिंग) पर वापस चिपकाने या हीट सिंक पर चिपकाने पर विचार करें। इन दो तरीकों का इस्तेमाल आमतौर पर कई हाई-पावर एलईडी लैंप के डिज़ाइन में किया जाता है। उदाहरण के लिए, उपरोक्त गणना उदाहरण में, 10 ℃ / W हीट सिंक को TJ = 103 ℃ के साथ PCB के पीछे चिपकाया जाता है, और इसका TJ लगभग 80 ℃ तक गिर जाता है।
यहाँ यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उपरोक्त TC को कमरे के तापमान (आमतौर पर 15 ~ 30 ℃) पर मापा जाता है। यदि एलईडी लैंप TA का परिवेश तापमान कमरे के तापमान से अधिक है, तो वास्तविक TJ कमरे के तापमान पर मापी गई गणना की गई TJ से अधिक है, इसलिए इस कारक को डिज़ाइन में विचार किया जाना चाहिए। यदि परीक्षण थर्मोस्टेट में किया जाता है, तो उपयोग में होने पर तापमान को उच्चतम परिवेश तापमान पर समायोजित करना सबसे अच्छा है।
इसके अलावा, चाहे पीसीबी क्षैतिज या लंबवत स्थापित हो, इसकी गर्मी अपव्यय की स्थिति अलग-अलग होती है, जिसका टीसी माप पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है। दीपक के खोल की सामग्री, आकार और गर्मी अपव्यय छेद का भी गर्मी अपव्यय पर प्रभाव पड़ता है। इसलिए, डिजाइन में कुछ छूट होनी चाहिए।
पोस्ट करने का समय: मार्च-23-2022
