1. Cel projektowania rozpraszania ciepła LED
Projektując produkty wykorzystujące diody LED, należy zwrócić uwagę na ciepło, które może się wytworzyć
Temperatura użytkowa diody LED jest określona przez temperaturę złącza (Tj). Jeśli temperatura złącza Tj jest wyższa niż wartość maksymalna, może to spowodować znaczną degradację jasności, a nawet ją spowodować
Inne awarie (takie jak martwe światło spowodowane rozłączeniem itp.), więc nie używaj go, gdy przekroczona zostanie maksymalna temperatura złącza Tj.
Ponadto maksymalne obniżenie temperatury złącza może wydłużyć żywotność produktu.
Z powyższych powodów konstrukcja rozpraszania ciepła jest bardzo ważna podczas korzystania z diod LED.
Ten przewodnik przedstawi kilka pomysłów dotyczących projektowania rozpraszania ciepła przez diody LED.
2. Jeśli chodzi o przepływ ciepła LED
Jeśli chodzi o ciepło wytwarzane przez diodę LED, jej kierunek przepływu można zilustrować na rysunku 1.
Ciepło chipa będzie przenoszone do otaczającego powietrza przez spawanie matrycowe, elektrody, cynę w części lutowniczej i płytki drukowane.
Ciepło emitowane z chipa LED jest wyrażone w postaci oporu cieplnego (℃/W), a dwa poniższe wzory to wzory na obliczenie temperatury złącza Tj.
Korzystając z oporu cieplnego Rthj-a z chipa LED do otaczającego powietrza:
Tj=Ta + Rthj-a × W ①
・Ta: Temperatura otoczenia (℃)
・Rthj-a: Odporność termiczna z chipa LED na otaczające powietrze (℃/W)
・W: Moc wejściowa (=IF×VF) (W)
(※IF: prąd przewodzenia (A), VF: napięcie przewodzenia (V))
(2) W przypadku korzystania z rezystancji termicznej Rthj-s z chipa LED do ujemnego pinu lutowniczego:
Tj=Ts ＋ Rthj-s × W ②
・Ts: Temperatura ujemnej nogi spawalniczej (℃)
・Rthj-s: Odporność termiczna z chipa LED do punktu testowego Ts (℃/W)
・W: Moc wejściowa (=IF×VF) (W)
(※IF: prąd przewodzenia (A), VF: napięcie przewodzenia (V))
3. Metoda obliczania Tj
(Aby obliczyć temperaturę złącza Tj, metody są podzielone na dwie kategorie: (A) Zmierz temperaturę Ts i użyj jej do obliczenia Tj; (B) Metoda pomiaru VF. Poniżej wyjaśniono szczegółowo.
(A) Zmierz temperaturę Ts i oblicz Tj
(1) Jak pokazano na rysunku 3, podłącz punkt pomiaru temperatury Ts (elektrodę ujemną) diody LED do termopary i zapal go, a następnie zmierz wartości Ts, If i Vf, gdy osiągnie stan równowagi termicznej.
※Punkt pomiaru temperatury Ts i rezystancja termiczna Rthj-s każdego produktu są różne. Aby uzyskać szczegółowe informacje, zapoznaj się ze specyfikacją produktu naszej firmy'.
W celu zminimalizowania wpływu termopar na wydzielanie ciepła, prosimy o stosowanie cieńszych termopar.
Zaleca się również podłączenie termopary do punktu pomiaru temperatury za pomocą lutu.
4. Projekt rozpraszania ciepła związany z diodami LED
W projektowaniu produktu popraw zdolność rozpraszania ciepła (zmniejsz ogólną odporność termiczną,
Może skutecznie obniżyć temperaturę złącza Tj podczas pracy.
Podczas projektowania można odnieść się do poniższych sugestii.
(A) Wybór materiału płytki drukowanej
(B) Zoptymalizuj obszar folii miedzianej na płytce drukowanej
(C) Optymalizacja konfiguracji diod LED (rozstaw diod LED)
(D) Użyj radiatora
Poniżej znajduje się szczegółowy opis każdej pozycji.
(A) Wybór materiału płytki drukowanej
Istnieje wiele rodzajów płytek drukowanych, jak pokazano na rysunku 6, z grubsza podzielonych na żywicę, metal lub ceramikę.
(D) Użyj radiatora
Dodanie radiatora z tyłu płytki drukowanej może poprawić efekt rozpraszania ciepła.
Poniższa tabela 3 zawiera wyniki testów porównawczych, czy radiator jest zainstalowany, czy nie.
Na podstawie wyników testu wskazano również, że z powodu radiatora zmniejszają się również Rthj-a i Tj.
Ponadto w miejscu połączenia płyty dolnej z radiatorem można dodać dwustronne naklejki o wysokiej zdolności przenoszenia ciepła, radiator lub pastę termoprzewodzącą, aby uzyskać efekt rozpraszania ciepła.
Lepiej... Rysunek 11 pokazuje przykład metody łączenia radiatorów.
5. Podsumowanie
Mam nadzieję, że dzięki rozwiązaniom konstrukcyjnym odprowadzania ciepła przedstawionym w tym przewodniku, będzie można efektywniej wykorzystać wydajność diody LED' i poprawić niezawodność w projektowaniu produktów.
Wytwarzaj produkty o bardziej stabilnej wydajności.
