اس وقت، گرمی کی کھپت کے لیے ہائی پاور ایل ای ڈی کے ساتھ پی سی بی کی تین قسمیں لگائی جاتی ہیں: عام ڈبل سائیڈڈ کاپر لیپت بورڈ (FR4)، ایلومینیم الائے پر مبنی حساس کاپر بورڈ (MCPCB)، ایلومینیم الائے بورڈ پر چپکنے والی لچکدار فلم پی سی بی۔
گرمی کی کھپت کا اثر تانبے کی تہہ اور دھات کی پرت کی موٹائی اور موصلی درمیانے درجے کی تھرمل چالکتا سے متعلق ہے۔MCPCB 35um تانبے کی تہہ اور 1.5mm ایلومینیم الائے کے ساتھ عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔لچکدار پی سی بی ایلومینیم کھوٹ پلیٹ سے چپکا ہوا ہے۔بلاشبہ، اعلی تھرمل چالکتا کے ساتھ MCPCBS بہترین تھرمل کارکردگی رکھتے ہیں، لیکن قیمت بھی بڑھ رہی ہے۔
یہاں، کچھ اعداد و شمار NICHIA کمپنی کے TC کی پیمائش کی مثال سے حساب کی مثالوں کے طور پر لیے گئے ہیں۔شرائط درج ذیل ہیں: LED:3W سفید LED، ماڈل MCCW022، RJC=16℃/W۔K تھرموکوپل پوائنٹ تھرمامیٹر میجرنگ ہیڈ کو ہیٹ سنک میں ویلڈیڈ کریں۔
پی سی بی ٹیسٹ بورڈ: ڈبل لیئر کاپر لیپت بورڈ (40 × 40 ملی میٹر)، ٹی = 1.6 ملی میٹر، ویلڈنگ کی سطح کا تانبے کی تہہ کا رقبہ 1180 ملی میٹر21600mm پیچھے کا تانبے کی تہہ کا رقبہ2.
ایل ای ڈی کام کرنے کی حیثیت: IF-500mA، VF=3.97V
TC=71℃ قسم K تھرموکوپل پوائنٹ تھرمامیٹر سے ماپا گیا۔محیطی درجہ حرارت TA=25℃
1. TJ کا حساب لگایا جاتا ہے۔
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/W(500mA×3.97V)
+71℃=103℃
2.RBA کا حساب لگایا جاتا ہے۔
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1.99W
=23.1℃/W
3. RJA کا حساب لگایا جاتا ہے۔
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23.1℃W
=39.1℃W
اگر ڈیزائن کردہ TJmax -90℃ ہے، تو مندرجہ بالا شرائط کے مطابق حساب کیا گیا TJ ڈیزائن کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتا۔بہتر گرمی کی کھپت کے ساتھ پی سی بی کو تبدیل کرنا یا اس کی گرمی کی کھپت کے علاقے کو بڑھانا، اور TJ≤TJmax تک دوبارہ جانچ اور حساب لگانا ضروری ہے۔
دوسرا طریقہ یہ ہے کہ جب LED کی UC ویلیو بہت زیادہ ہو، VF=3.65V جب RJC=9℃/WIF=500mA کو تبدیل کیا جاتا ہے، دیگر حالات میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی، T) کا حساب اس طرح لگایا جا سکتا ہے:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3.65 V) = 87.4 ℃
اوپر 71℃ کے حساب کتاب میں کچھ خرابی ہے، TC کو دوبارہ ٹیسٹ کرنے کے لیے نئی 9℃W LED کو ویلڈیڈ کیا جانا چاہیے (نپی گئی قدر 71℃ سے تھوڑی چھوٹی ہے)۔اس سے واقعی کوئی فرق نہیں پڑتا۔9℃/W LED استعمال کرنے کے بعد، اسے پی سی بی کے مواد اور علاقے کو تبدیل کرنے کی ضرورت نہیں ہے، جو ڈیزائن کی ضروریات کو پورا کرتا ہے۔
پی سی بی کی پشت پر ہیٹ سنک
اگر حساب کیا گیا TJmax ڈیزائن کی ضرورت سے بہت بڑا ہے، اور ڈھانچہ اضافی رقبہ کی اجازت نہیں دیتا ہے، تو PCB کو واپس "U" شکل والے ایلومینیم پروفائل (یا ایلومینیم پلیٹ سٹیمپنگ) پر چپکنے یا ہیٹ سنک پر چپکنے پر غور کریں۔یہ دو طریقے عام طور پر متعدد ہائی پاور ایل ای ڈی لیمپ کے ڈیزائن میں استعمال ہوتے ہیں۔مثال کے طور پر، مندرجہ بالا حساب کی مثال میں، پی سی بی کی پشت پر TJ=103℃ کے ساتھ 10℃/W ہیٹ سنک چسپاں کیا جاتا ہے، اور اس کا TJ تقریباً 80℃ تک گر جاتا ہے۔
یہاں یہ بات ذہن نشین کر لینی چاہیے کہ مندرجہ بالا TC کمرے کے درجہ حرارت پر ماپا جاتا ہے (عام طور پر 15~30℃)۔اگر LED لیمپ TA کا محیطی درجہ حرارت کمرے کے درجہ حرارت سے زیادہ ہے، تو اصل TJ کمرے کے درجہ حرارت پر ماپا جانے والے حسابی TJ سے زیادہ ہے، لہذا ڈیزائن میں اس عنصر پر غور کیا جانا چاہیے۔اگر ٹیسٹ تھرموسٹیٹ میں کیا جاتا ہے، تو استعمال کے دوران درجہ حرارت کو اعلی ترین محیطی درجہ حرارت پر ایڈجسٹ کرنا بہتر ہے۔
اس کے علاوہ، چاہے پی سی بی افقی یا عمودی طور پر نصب کیا گیا ہو، اس کی گرمی کی کھپت کے حالات مختلف ہیں، جس کا TC پیمائش پر خاص اثر پڑتا ہے۔چراغ کے شیل مواد، سائز اور گرمی کی کھپت کے سوراخ کا بھی گرمی کی کھپت پر اثر پڑتا ہے۔لہذا، ڈیزائن میں کچھ چھٹکارا ہونا چاہئے.
پوسٹ ٹائم: مارچ-23-2022