1. Ο σκοπός του σχεδιασμού διάχυσης θερμότητας των οδηγήσεων
Όταν σχεδιάζετε προϊόντα που χρησιμοποιούν LED, πρέπει να προσέχετε τη θερμότητα που μπορεί να παραχθεί
Η χρησιμοποιήσιμη θερμοκρασία του LED καθορίζεται από τη θερμοκρασία σύνδεσης (Tj). Εάν η θερμοκρασία διασταύρωσης Tj είναι υψηλότερη από τη μέγιστη τιμή, μπορεί να προκαλέσει σημαντική υποβάθμιση της φωτεινότητας ή ακόμη και να την προκαλέσει
Άλλες αστοχίες (όπως νεκρό φως λόγω αποσύνδεσης κ.λπ.), επομένως μην το χρησιμοποιείτε όταν ξεπεραστεί η μέγιστη θερμοκρασία διακλάδωσης Tj.
Επιπλέον, η μείωση της θερμοκρασίας της διασταύρωσης όσο το δυνατόν περισσότερο μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του προϊόντος.
Για τους παραπάνω λόγους, ο σχεδιασμός απαγωγής θερμότητας είναι πολύ σημαντικός όταν χρησιμοποιείτε LED.
Αυτός ο οδηγός θα εισαγάγει μερικές ιδέες σχετικά με τον σχεδιασμό απαγωγής θερμότητας LED.
2. Σχετικά με τη ροή της θερμότητας LED
Όσον αφορά τη θερμότητα που παράγεται από το LED, η κατεύθυνση ροής του μπορεί να απεικονιστεί στο Σχήμα 1.
Η θερμότητα του τσιπ θα μεταφερθεί στον περιβάλλοντα αέρα μέσω της σύνδεσης μήτρας, των ηλεκτροδίων, του κασσίτερου στο τμήμα συγκόλλησης και των πλακών κυκλωμάτων.
Η θερμότητα που εκπέμπεται από το τσιπ LED εκφράζεται σε όρους θερμικής αντίστασης (℃/W) και οι δύο ακόλουθοι είναι οι τύποι για τον υπολογισμό της θερμοκρασίας σύνδεσης Tj.
Όταν χρησιμοποιείτε τη θερμική αντίσταση Rthj-a από το τσιπ LED στον περιβάλλοντα αέρα:
Tj=Ta + Rthj-a × W ①
・Ta: Θερμοκρασία περιβάλλοντος (℃)
・Rthj-a: Θερμική αντίσταση από τσιπ LED στον περιβάλλοντα αέρα (℃/W)
・W: Ισχύς εισόδου (=IF×VF) (W)
(※IF: μπροστινό ρεύμα (A), VF: μπροστινή τάση (V))
(2) Όταν χρησιμοποιείτε τη θερμική αντίσταση Rthj-s από το τσιπ LED στον αρνητικό πείρο συγκόλλησης:
Tj=Ts ＋ Rthj-s × W ②
・Ts: Η θερμοκρασία του αρνητικού σκέλους συγκόλλησης (℃)
・Rthj-s: Θερμική αντίσταση από το τσιπ LED στο σημείο δοκιμής Ts (℃/W)
・W: Ισχύς εισόδου (=IF×VF) (W)
(※IF: μπροστινό ρεύμα (A), VF: μπροστινή τάση (V))
3. Μέθοδος υπολογισμού Tj
(Για τον υπολογισμό της θερμοκρασίας διασταύρωσης Tj, οι μέθοδοι χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: (Α) Μετρήστε τη θερμοκρασία Ts και χρησιμοποιήστε την για να υπολογίσετε την Tj· (Β) Μέθοδος μέτρησης VF. Στη συνέχεια θα εξηγηθεί λεπτομερώς.
(Α) Μετρήστε τη θερμοκρασία Ts και υπολογίστε την Tj
(1) Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3, συνδέστε το σημείο μέτρησης θερμοκρασίας Ts (αρνητικό ηλεκτρόδιο) του LED στο θερμοστοιχείο και ανάψτε το και, στη συνέχεια, μετρήστε τις τιμές Ts, If και Vf όταν φτάσει στην κατάσταση θερμικής ισορροπίας.
※Το σημείο μέτρησης θερμοκρασίας Ts και η θερμική αντίσταση Rthj-s κάθε προϊόντος είναι διαφορετικά. Για λεπτομέρειες, ανατρέξτε στις προδιαγραφές προϊόντων της εταιρείας μας'
Για να ελαχιστοποιήσετε την επίδραση των θερμοστοιχείων στην απελευθέρωση θερμότητας, δοκιμάστε να χρησιμοποιήσετε πιο λεπτά θερμοστοιχεία.
Συνιστάται επίσης η σύνδεση του θερμοστοιχείου στο σημείο μέτρησης θερμοκρασίας με συγκόλληση.
4. Σχεδιασμός απαγωγής θερμότητας που σχετίζεται με τα LED
Στο σχεδιασμό του προϊόντος, βελτιώστε την ικανότητα απαγωγής θερμότητας (μείωση της συνολικής θερμικής αντίστασης,
Μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τη θερμοκρασία σύνδεσης Tj κατά τη λειτουργία.
Οι παρακάτω προτάσεις μπορούν να αναφερθούν κατά το σχεδιασμό.
(Α) Επιλογή υλικού πλακέτας κυκλώματος
(Β) Βελτιστοποιήστε την περιοχή του φύλλου χαλκού στην πλακέτα κυκλώματος
(Γ) Βελτιστοποιήστε τη διαμόρφωση των LED (Βήμα LED)
(Δ) Χρησιμοποιήστε ψύκτρα
Ακολουθεί μια λεπτομερής περιγραφή κάθε στοιχείου.
(Α) Επιλογή υλικού πλακέτας κυκλώματος
Υπάρχουν πολλοί τύποι πλακών κυκλωμάτων, όπως φαίνεται στο Σχήμα 6, χωρισμένοι χονδρικά σε ρητίνη, μέταλλο ή κεραμικό.
(Δ) Χρησιμοποιήστε ψύκτρα
Η προσθήκη ψύκτρας στο πίσω μέρος της πλακέτας κυκλώματος μπορεί να βελτιώσει το φαινόμενο απαγωγής θερμότητας.
Ο ακόλουθος πίνακας 3 παρουσιάζει τα αποτελέσματα σύγκρισης των δοκιμών για το εάν η ψύκτρα είναι τοποθετημένη ή όχι.
Από τα αποτελέσματα των δοκιμών, επισημαίνεται επίσης ότι λόγω της ψύκτρας μειώνονται και τα Rthj-a και Tj.
Επιπλέον, στη θέση σύνδεσης μεταξύ της κάτω πλάκας και της ψύκτρας, μπορούν να προστεθούν αυτοκόλλητα διπλής όψης με υψηλή ικανότητα μεταφοράς θερμότητας, ψύκτρα ή θερμική πάστα για να κάνουν το αποτέλεσμα απαγωγής θερμότητας.
Καλύτερα... Το σχήμα 11 δείχνει ένα παράδειγμα μεθόδου συγκόλλησης ψύκτρας.
5. Περίληψη
Ελπίζω ότι με τις θήκες σχεδιασμού απαγωγής θερμότητας που παρουσιάζονται σε αυτόν τον οδηγό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την απόδοση του LED' και να βελτιώσετε την αξιοπιστία στο σχεδιασμό του προϊόντος πιο αποτελεσματικά.
Παράγετε προϊόντα με πιο σταθερή απόδοση.
