Sem stendur eru þrjár gerðir af prentplötum (PCB) notaðar með háafls-LED til varmaleiðni: venjuleg tvíhliða koparhúðuð plata (FR4), álblönduð viðkvæm koparplata (MCPCB) og sveigjanleg filmu-PCB með lími á álblönduplötu.
Áhrifin á varmadreifingu tengjast koparlaginu og þykkt málmlagsins og varmaleiðni einangrunarmiðilsins. Almennt er notað MCPCB með 35µm koparlagi og 1,5 mm álblöndu. Sveigjanleg prentplata er límd á álplötu. Að sjálfsögðu hafa MCPCBS með mikla varmaleiðni bestu varmaleiðni, en verðið er einnig að hækka.
Hér eru tekin gögn úr dæminu um MÆLINGU á TC frá NICHIA fyrirtækinu sem útreikningsdæmi. Skilyrðin eru sem hér segir: LED: 3W hvít LED, gerð MCCW022, RJC = 16℃/W. Mælihaus á hitamæli af gerð K er soðinn við kæli.
Prófunarborð með PCB-tækni: Tvöfalt koparhúðað borð (40 × 40 mm), t = 1,6 mm, koparlagsflatarmál suðuyfirborðs 1180 mm2, koparlagsflatarmál að aftan 1600 mm2.
LED virkni: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ var mælt með hitamæli af gerð K. Umhverfishitastigið TA=25℃
1. TJ er reiknað
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ = 16 ℃ / W (500mA × 3,97V)
+71℃=103℃
2. RBA er reiknað
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1,99W
=23,1 ℃/W
3. RJA er reiknað
RJA=RJC+RBA
=16℃/V+23,1℃V
=39,1 ℃V
Ef hannað TJmax er -90°C, þá uppfyllir TJ reiknað samkvæmt ofangreindum skilyrðum ekki hönnunarkröfurnar. Nauðsynlegt er að skipta um prentplötu með betri varmadreifingu eða auka varmadreifingarflatarmál hennar og prófa og reikna aftur þar til TJ ≤TJmax.
Önnur aðferð er að þegar UC gildi LED-ljóssins er of stórt, VF = 3,65V þegar RJC = 9 ℃ / WIF = 500mA er skipt út, haldast aðrar aðstæður óbreyttar, T) er hægt að reikna út sem:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
Það er einhver villa í útreikningnum á 71℃ að ofan, nýja 9℃W LED ætti að vera suðaður til að endurprófa TC (mælt gildi er örlítið minna en 71℃). Það skiptir í raun ekki máli. Eftir notkun 9℃/W LED þarf ekki að breyta efni og flatarmáli PCB, sem uppfyllir hönnunarkröfur.
Kælir aftan á PCB
Ef útreiknað TJmax er mun stærra en hönnunarkröfurnar og uppbyggingin leyfir ekki aukaflatarmál, íhugaðu að líma prentplötuna aftur á "U" laga álprófílinn (eða stimpla álplötuna) eða líma hana á kæliplötuna. Þessar tvær aðferðir eru almennt notaðar við hönnun margra öflugra LED-pera. Til dæmis, í útreikningsdæminu hér að ofan er 10℃/W kæliplata límd á bakhlið prentplötunnar með TJ = 103℃ og TJ hennar lækkar í um 80℃.
Það skal tekið fram að ofangreindur TC er mældur við stofuhita (almennt 15~30°C). Ef umhverfishitastig TA LED-ljóssins er hærra en stofuhitastig, þá er raunverulegur TJ hærri en útreiknaður TJ mældur við stofuhita, þannig að þennan þátt ætti að taka tillit til við hönnunina. Ef prófunin er framkvæmd í hitastillinum er best að stilla hitastigið á hæsta umhverfishitastig þegar það er í notkun.
Að auki, hvort sem prentplata er sett upp lárétt eða lóðrétt, eru hitaleiðniskilyrði þess mismunandi, sem hefur ákveðin áhrif á mælingu á TC. Efni skeljarinnar, stærð og varmadreifingarop lampans hafa einnig áhrif á varmadreifingu. Þess vegna ætti að vera einhver svigrúm í hönnuninni.
Birtingartími: 23. mars 2022
