Ներկայումս ջերմության ցրման համար կան բարձր հզորության LED-ներով կիրառվող երեք տեսակի PCB՝ սովորական երկկողմանի պղնձապատ տախտակ (FR4), ալյումինե համաձուլվածքի վրա հիմնված զգայուն պղնձե տախտակ (MCPCB), ալյումինե համաձուլվածքի վրա հիմնված սոսնձով ճկուն թաղանթային PCB:
Ջերմության ցրման ազդեցությունը կապված է պղնձի շերտի, մետաղական շերտի հաստության և մեկուսիչ միջավայրի ջերմահաղորդականության հետ։ Սովորաբար օգտագործվում է 35 մկմ պղնձի շերտով և 1.5 մմ ալյումինե համաձուլվածքով MCPCB: Ճկուն PCB-ն սոսնձվում է ալյումինե համաձուլվածքի թիթեղին: Իհարկե, բարձր ջերմահաղորդականությամբ MCPCBS-ն ունի լավագույն ջերմային կատարողականությունը, բայց գինը նույնպես բարձրանում է:
Այստեղ որոշ տվյալներ վերցված են NICHIA ընկերության TC չափման օրինակից՝ որպես հաշվարկման օրինակներ: Պայմաններն են հետևյալը. LED: 3 Վտ սպիտակ LED, մոդել MCCW022, RJC=16℃/Վտ: K տիպի ջերմազույգի կետային ջերմաչափի չափիչ գլխիկը եռակցված է ջերմափոխանակիչին:
PCB փորձարկման տախտակ՝ կրկնակի շերտով պղնձապատ տախտակ (40×40 մմ), t=1.6 մմ, պղնձե շերտի եռակցման մակերես 1180 մմ2, հետևի պղնձի շերտի մակերեսը՝ 1600 մմ2.
LED-ի աշխատանքային կարգավիճակը՝ IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ չափվել է K տիպի ջերմաչափով։ Շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը TA=25℃ է։
1. TJ-ն հաշվարկվում է
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/Վտ (500մԱ × 3.97Վ)
+71℃=103℃
2.RBA-ն հաշվարկվում է
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1.99 Վտ
=23.1℃/Վտ
3. Հաշվարկվում է RJA-ն
RJA=RJC+RBA
=16℃/Վտ+23.1℃Վտ
=39.1℃W
Եթե նախագծված TJmax-ը -90℃ է, վերը նշված պայմաններին համապատասխան հաշվարկված TJ-ն չի կարող բավարարել նախագծային պահանջները։ Անհրաժեշտ է փոխել ավելի լավ ջերմափոխանակիչ PCB-ն կամ մեծացնել դրա ջերմափոխանակման մակերեսը, և կրկին ստուգել ու հաշվարկել մինչև TJ≤TJmax-ը։
Մեկ այլ մեթոդ է, երբ LED-ի UC արժեքը չափազանց մեծ է, VF=3.65V, երբ RJC=9℃/WIF=500mA փոխարինվում է, մյուս պայմանները մնում են անփոփոխ, T)-ն կարող է հաշվարկվել հետևյալ կերպ՝
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
Վերը նշված 71℃ հաշվարկում կա որոշակի սխալ, նոր 9℃W լուսադիոդը պետք է եռակցվի՝ TC-ն վերստուգելու համար (չափված արժեքը մի փոքր փոքր է 71℃-ից): Դա իրականում էական չէ: 9℃/W լուսադիոդ օգտագործելուց հետո անհրաժեշտ չէ փոխել տպատախտակի նյութը և մակերեսը, ինչը համապատասխանում է նախագծային պահանջներին:
Ջերմափոխանակիչ տպատախտակի հետևի մասում
Եթե հաշվարկված TJmax-ը շատ ավելի մեծ է նախագծային պահանջից, և կառուցվածքը չի թույլ տալիս լրացուցիչ տարածք, դիտարկեք տպատախտակը «U» ձևի ալյումինե պրոֆիլին (կամ ալյումինե թիթեղի դրոշմումը) կամ ջերմափոխանակիչին կպցնելը: Այս երկու մեթոդները սովորաբար օգտագործվում են բազմաթիվ բարձր հզորության LED լամպերի նախագծման մեջ: Օրինակ, վերը նշված հաշվարկման օրինակում տպատախտակի հետևի մասում կպցվում է 10℃/Վտ ջերմափոխանակիչ՝ TJ=103℃ արժեքով, և դրա TJ-ն իջնում է մինչև մոտ 80℃:
Այստեղ պետք է նշել, որ վերը նշված TC-ն չափվում է սենյակային ջերմաստիճանում (սովորաբար 15~30℃): Եթե LED լամպի TA-ն ավելի մեծ է սենյակային ջերմաստիճանից, ապա իրական TJ-ն ավելի բարձր է, քան սենյակային ջերմաստիճանում չափված հաշվարկված TJ-ն, ուստի այս գործոնը պետք է հաշվի առնվի նախագծման ժամանակ: Եթե փորձարկումն իրականացվում է ջերմակարգավորիչում, ապա լավագույնն է ջերմաստիճանը կարգավորել ամենաբարձր շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանին օգտագործման ժամանակ:
Բացի այդ, անկախ նրանից, թե տպագիր տպատախտակը տեղադրված է հորիզոնական, թե ուղղահայաց, դրա ջերմության ցրման պայմանները տարբեր են, ինչը որոշակի ազդեցություն ունի ջերմության ցրման չափման վրա: Լամպի պատյանի նյութը, չափը և ջերմության ցրման անցքը նույնպես ազդեցություն ունեն ջերմության ցրման վրա: Հետևաբար, նախագծման մեջ պետք է որոշակի ազատություն լինի:
Հրապարակման ժամանակը. Մարտի 23-2022
