1. Мета конструкції світлодіодного тепловідведення
При розробці продуктів, які використовують світлодіоди, ви повинні звернути увагу на тепло, яке може вироблятися
Корисна температура світлодіода визначається температурою переходу (Tj). Якщо температура переходу Tj вища за максимальне значення, це може спричинити значне погіршення яскравості або навіть викликати її
Інші несправності (наприклад, мертве світло через відключення тощо), тому, будь ласка, не використовуйте його, коли максимальна температура переходу Tj перевищена.
Крім того, максимально знизивши температуру спаю, можна продовжити термін служби виробу.
З вищезазначених причин дизайн тепловіддачі дуже важливий при використанні світлодіодів.
Цей посібник представить деякі ідеї щодо дизайну світлодіодного розсіювання тепла.
2. Щодо потоку світлодіодного тепла
Що стосується тепла, що генерується світлодіодом, напрямок його потоку можна проілюструвати на малюнку 1.
Тепло мікросхеми буде передаватися навколишньому повітрю через кристали, електроди, олово в паяльній частині та друковані плати.
Тепло, що виділяється світлодіодним чіпом, виражається через термічний опір (℃/Вт), і дві наступні формули для розрахунку температури переходу Tj.
При використанні теплового опору Rthj-a від світлодіодного чіпа до навколишнього повітря:
Tj=Ta + Rthj-a × W ①
・Ta: температура навколишнього середовища (℃)
・Rthj-a: термічний опір світлодіодного чіпа до навколишнього повітря (℃/Вт)
・Вт: вхідна потужність (=IF×VF) (Вт)
(※IF: прямий струм (А), VF: пряма напруга (В))
(2) При використанні теплового опору Rthj-s від світлодіодного чіпа до негативного штифта припою:
Tj=Ts ＋ Rthj-s × W ②
・Ts: температура мінусової зварювальної частини (℃)
・Rthj-s: термічний опір від світлодіодного чіпа до контрольної точки Ts (℃/Вт)
・Вт: вхідна потужність (=IF×VF) (Вт)
(※IF: прямий струм (А), VF: пряма напруга (В))
3. Метод розрахунку Tj
(Для розрахунку температури переходу Tj методи поділяються на дві категорії: (A) Виміряйте температуру Ts та використовуйте її для обчислення Tj; (B) Метод вимірювання VF. Нижче пояснюється детально.
(A) Виміряйте температуру Ts і обчисліть Tj
(1) Як показано на малюнку 3, підключіть точку вимірювання температури Ts (негативний електрод) світлодіода до термопари і запаліть її, а потім виміряйте значення Ts, If і Vf, коли він досягне стану теплової рівноваги.
※Точка вимірювання температури Ts і тепловий опір Rthj-s для кожного продукту різні. Для отримання детальної інформації, будь ласка, зверніться до специфікацій продукту нашої компанії'.
Щоб мінімізувати вплив термопар на виділення тепла, будь ласка, намагайтеся використовувати більш тонкі термопари.
Також рекомендується підключити термопару до точки вимірювання температури за допомогою припою.
4. Світлодіодний дизайн розсіювання тепла
У конструкції виробу покращте тепловіддачу (зменшіть загальний тепловий опір,
Він може ефективно знизити температуру переходу Tj під час роботи.
При проектуванні можна звернути увагу на наступні пропозиції.
(A) Вибір матеріалу друкованої плати
(B) Оптимізуйте область мідної фольги на друкованій платі
(C) Оптимізація конфігурації світлодіодів (шаг світлодіодів)
(D) Використовуйте радіатор
Нижче наведено детальний опис кожного елемента.
(A) Вибір матеріалу друкованої плати
Існує багато типів друкованих плат, як показано на малюнку 6, які приблизно поділяються на смоляні, металеві або керамічні.
(D) Використовуйте радіатор
Додавання радіатора на задню частину друкованої плати може покращити ефект розсіювання тепла.
У наведеній нижче таблиці 3 наведено результати порівняльного тесту, чи встановлено радіатор чи ні.
З результатів випробувань також вказується, що через радіатор Rthj-a і Tj також зменшуються.
Крім того, у місці з’єднання нижньої пластини та радіатора можна додати двосторонні наклейки з високою теплопередачею, радіатор або термопасту, щоб створити ефект тепловідведення.
Краще... На малюнку 11 показаний приклад методу з’єднання тепловідводу.
5. Підсумок
Я сподіваюся, що за допомогою варіантів розсіювання тепла, представлених у цьому посібнику, ви зможете ефективніше використовувати світлодіод' та підвищити надійність у дизайні продукту.
Виробляйте продукти з більш стабільною продуктивністю.
