Во моментов, постојат три вида на ПХБ нанесени со моќни LED диоди за дисипација на топлина: обична двострана плоча обложена со бакар (FR4), чувствителна бакарна плоча на база на алуминиумска легура (MCPCB), флексибилна фолија ПХБ со лепак на плоча од алуминиумска легура.
Ефектот на дисипација на топлина е поврзан со бакарниот слој и дебелината на металниот слој и топлинската спроводливост на изолациониот медиум. Генерално се користи MCPCB со бакарен слој од 35 μm и алуминиумска легура од 1,5 mm. Флексибилната печатена плочка се лепи на алуминиумска легура. Секако, MCPCBS со висока топлинска спроводливост имаат најдобри термички перформанси, но цената исто така расте.
Овде, некои податоци се земени од примерот на МЕРЕЊЕ TC на компанијата NICHIA како примери за пресметка. Условите се следниве: LED: 3W бела LED, модел MCCW022, RJC=16℃/W. Мерна глава на термометар со термопар од тип K заварена на ладилник.
Тест плоча за печатена плочка: двослојна плоча обложена со бакар (40×40mm), t=1.6mm, површина на бакарен слој на површината за заварување 1180mm2, површина на бакарен слој на задната страна 1600 mm2.
Работен статус на LED: IF-500mA, VF=3.97V
TC = 71℃ беше измерена со термометар од тип К со термопарна точка. Температурата на околината TA = 25℃
1. TJ се пресметува
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ = 16℃/W (500mA × 3.97V)
+71℃ = 103℃
2.RBA се пресметува
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1.99W
=23,1℃/W
3. RJA се пресметува
RJA=RJC+RBA
=16℃/З+23,1℃З
=39,1℃З
Ако проектираниот TJmax е -90℃, TJ пресметан според горенаведените услови не може да ги исполни барањата на дизајнот. Потребно е да се смени печатената плочка со подобра дисипација на топлина или да се зголеми нејзината површина за дисипација на топлина, и повторно да се тестира и пресмета сè додека TJ≤TJmax.
Друг метод е кога UC вредноста на LED диодата е преголема, VF=3,65V кога RJC=9℃/WIF=500mA се заменува, другите услови остануваат непроменети, T) може да се пресмета како:
TJ = 9 ℃ / Ш + 71 ℃ (500 ma * 3,65 V) = 87,4 ℃
Постои одредена грешка во пресметката од 71℃ погоре, новата LED диода од 9℃W треба да се завари за повторно тестирање на TC (измерената вредност е малку помала од 71℃). Тоа навистина не е важно. По употребата на LED диода од 9℃/W, не е потребно менување на материјалот и површината на печатената плочка, што ги исполнува барањата за дизајн.
Ладилник на задната страна од печатената плочка
Доколку пресметаниот TJmax е многу поголем од барањата за дизајн, а структурата не дозволува дополнителна површина, размислете за лепење на печатената плочка назад на алуминиумскиот профил во облик на „U“ (или печат на алуминиумска плоча) или лепење на ладилникот. Овие два методи најчесто се користат во дизајнот на повеќе LED светилки со голема моќност. На пример, во горенаведениот пример за пресметка, ладилник од 10℃/W е залепен на задната страна од печатената плочка со TJ=103℃, а неговиот TJ паѓа на околу 80℃.
Треба да се напомене дека горенаведената TC се мери на собна температура (генерално 15~30℃). Ако температурата на околината на LED светилката TA е поголема од собната температура, вистинската TJ е поголема од пресметаната TJ измерена на собна температура, па затоа овој фактор треба да се земе предвид при дизајнирањето. Ако тестот се изведува во термостат, најдобро е температурата да се прилагоди на највисоката температура на околината кога е во употреба.
Покрај тоа, без разлика дали ПХБ е инсталирана хоризонтално или вертикално, нејзините услови за дисипација на топлина се различни, што има одредено влијание врз мерењето на TC. Материјалот на обвивката, големината и отворот за дисипација на топлина на светилката, исто така, имаат влијание врз дисипацијата на топлината. Затоа, треба да има одреден простор во дизајнот.
Време на објавување: 23 март 2022 година
