Jelenleg háromféle NYÁK-lap létezik, amelyeken nagy teljesítményű LED-eket alkalmaznak a hőelvezetéshez: hagyományos kétoldalas rézbevonatú lap (FR4), alumíniumötvözet alapú érzékeny rézlap (MCPCB), és alumíniumötvözet lapra ragasztóval ellátott flexibilis fóliás NYÁK-lap.
A hőelvezetési hatás a rézrétegtől, a fémréteg vastagságától és a szigetelőközeg hővezető képességétől függ. Általában 35 μm rézréteggel és 1,5 mm-es alumíniumötvözetből készült MCPCB-t használnak. A rugalmas NYÁK-ot alumíniumötvözet lemezre ragasztják. Természetesen a nagy hővezető képességű MCPCBS rendelkezik a legjobb hőteljesítményel, de az ára is emelkedik.
Íme néhány adat a NICHIA Company MEASURING TC példájából számítási példaként. A feltételek a következők: LED: 3 W-os fehér LED, MCCW022 modell, RJC=16 ℃/W. K típusú hőelemes ponthőmérő mérőfeje, hűtőbordára hegesztve.
NYÁK tesztlap: kétrétegű rézbevonatú lap (40×40 mm), t=1,6 mm, hegesztési felület rézrétegének területe 1180 mm22, a hátlap rézrétegének területe 1600 mm2.
LED működési állapota: IF-500mA, VF=3.97V
A TC=71℃ értéket K típusú hőelemes hőmérővel mértük. A környezeti hőmérséklet TA=25℃ volt.
1. A TJ kiszámítása
TJ=RJC × PD+TC=RJC (HA × VF)+TC
TJ = 16 ℃/W (500 mA × 3,97 V)
+71℃=103℃
2. Az RBA kiszámítása
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1,99W
=23,1 ℃/W
3. Az RJA kiszámítása
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23,1℃W
=39,1℃Ny
Ha a tervezett TJmax -90℃, akkor a fenti feltételek szerint számított TJ nem felel meg a tervezési követelményeknek. Jobb hőelvezetéssel kell ellátott NYÁK-ot választani, vagy növelni kell a hőelvezetési területet, majd újra kell mérni és számolni, amíg a TJ≤TJmax nem lesz.
Egy másik módszer szerint, ha a LED UC értéke túl nagy, VF=3,65V, amikor RJC=9℃/WIF=500mA-t állítunk be, minden más feltétel változatlan marad, T) a következőképpen számítható ki:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
Van némi hiba a fenti 71℃-os számításban, új 9℃W-os LED-et kell hegeszteni a TC újbóli teszteléséhez (a mért érték valamivel kisebb, mint 71℃). Ez nem igazán számít. A 9℃/W-os LED használata után nem kell megváltoztatni a NYÁK anyagát és területét, ami megfelel a tervezési követelményeknek.
Hűtőborda a NYÁK hátulján
Ha a számított TJmax érték jóval nagyobb a tervezési követelménynél, és a szerkezet nem tesz lehetővé további területet, érdemes megfontolni a NYÁK-lap visszaragasztását az „U” alakú alumínium profilra (vagy alumíniumlemez sajtolásra), vagy a hűtőbordára ragasztást. Ez a két módszer gyakran használatos több nagy teljesítményű LED-lámpa tervezésénél. Például a fenti számítási példában egy 10℃/W-os hűtőbordát ragasztunk a NYÁK hátuljára TJ=103℃ mellett, és a TJ értéke körülbelül 80℃-ra csökken.
Meg kell jegyezni, hogy a fenti TC-t szobahőmérsékleten (általában 15–30 °C) mérik. Ha a LED-lámpa környezeti hőmérséklete (TA) magasabb, mint a szobahőmérséklet, a tényleges TJ magasabb, mint a szobahőmérsékleten mért számított TJ, ezért ezt a tényezőt figyelembe kell venni a tervezés során. Ha a mérést termosztátban végzik, akkor a legjobb, ha a hőmérsékletet használat közben a legmagasabb környezeti hőmérsékletre állítják be.
Ezenkívül a NYÁK-ot vízszintesen vagy függőlegesen szerelik fel, a hőelvezetési feltételek eltérőek, ami bizonyos hatással van a TC mérésre. A lámpa burkolatának anyaga, mérete és hőelvezető furata szintén hatással van a hőelvezetésre. Ezért a tervezésnél némi mozgástérre van szükség.
Közzététel ideje: 2022. márc. 23.
