1. Het doel van LED-warmteafvoerontwerp
Bij het ontwerpen van producten die LED's gebruiken, moet u letten op de warmte die kan worden gegenereerd
De bruikbare temperatuur van de LED wordt bepaald door de junctietemperatuur (Tj). Als de junctietemperatuur Tj hoger is dan de maximale waarde, kan dit een aanzienlijke helderheidsvermindering veroorzaken of zelfs leiden tot een aanzienlijke verslechtering van de helderheid.
Andere storingen (zoals dood licht als gevolg van ontkoppeling, enz.), Dus gebruik het niet wanneer de maximale junctietemperatuur Tj wordt overschreden.
Bovendien kan het zoveel mogelijk verlagen van de junctietemperatuur de levensduur van het product verlengen.
Om de bovenstaande redenen is het ontwerp van de warmteafvoer erg belangrijk bij het gebruik van LED's.
Deze gids introduceert enkele ideeën over het ontwerp van LED-warmteafvoer.
2. Met betrekking tot de stroom van LED-warmte
Met betrekking tot de warmte die door de LED wordt gegenereerd, kan de stroomrichting worden geïllustreerd in figuur 1.
De warmte van de chip wordt overgebracht naar de omringende lucht via de die-bonding, elektroden, tin in het soldeergedeelte en printplaten.
De warmte die door de LED-chip wordt afgegeven, wordt uitgedrukt in termen van thermische weerstand (°C/W), en de volgende twee zijn de formules voor het berekenen van de junctietemperatuur Tj.
Bij gebruik van de thermische weerstand Rthj-a van de LED-chip naar de omringende lucht:
Tj = Ta + Rthj-a × W (1)
・Ta: Omgevingstemperatuur (°C)
・Rthj-a: Thermische weerstand van LED-chip naar omringende lucht (°C/W)
・W: Ingangsvermogen (=IF×VF) (W)
(※IF: voorwaartse stroom (A), VF: voorwaartse spanning (V))
(2) Bij gebruik van de thermische weerstand Rthj-s van de LED-chip naar de negatieve soldeerpen:
Tj = Ts + Rthj-s × W (2)
・Ts: De temperatuur van de negatieve laspoot (°C)
・Rthj-s: Thermische weerstand van LED-chip tot Ts-testpunt (°C/W)
・W: Ingangsvermogen (=IF×VF) (W)
(※IF: voorwaartse stroom (A), VF: voorwaartse spanning (V))
3. Tj berekeningsmethode
(Om de junctietemperatuur Tj te berekenen, zijn de methoden onderverdeeld in twee categorieën: (A) Meet de Ts-temperatuur en gebruik deze om Tj te berekenen; B) VF-meetmethode. Het volgende zal in detail worden uitgelegd.
(A) Meet de Ts-temperatuur en bereken Tj
(1) Zoals weergegeven in figuur 3, sluit u het Ts-temperatuurmeetpunt (negatieve elektrode) van de LED aan op het thermokoppel en steekt u het aan en meet u vervolgens de Ts-, If- en Vf-waarden wanneer deze de thermische evenwichtstoestand bereikt.
※Het Ts-temperatuurmeetpunt en de thermische weerstand Rthj-s van elk product zijn anders. Raadpleeg voor meer informatie de productspecificaties van ons bedrijf.
Om het effect van thermokoppels op het vrijkomen van warmte te minimaliseren, probeer dunnere thermokoppels te gebruiken.
Het wordt ook aanbevolen om het thermokoppel met soldeer aan te sluiten op het temperatuurmeetpunt.
4. LED-gerelateerd warmteafvoerontwerp
Verbeter in het productontwerp de warmteafvoercapaciteit (verminder de algehele thermische weerstand,
Het kan de junctietemperatuur Tj tijdens bedrijf effectief verlagen.
De volgende suggesties kunnen worden geraadpleegd bij het ontwerpen.
(A) Selectie van printplaatmateriaal
(B) Optimaliseer het koperfoliegebied op de printplaat
(C) Optimaliseer de configuratie van LED's (LED pitch)
(D) Gebruik koellichaam
Hieronder volgt een gedetailleerde beschrijving van elk item.
(A) Selectie van printplaatmateriaal
Er zijn veel soorten printplaten, zoals weergegeven in figuur 6, ruwweg verdeeld in hars, metaal of keramiek.
(D) Gebruik koellichaam
Het toevoegen van een koellichaam aan de achterkant van de printplaat kan het warmteafvoereffect verbeteren.
In de volgende tabel 3 vindt u de resultaten van de vergelijkingstest of het koellichaam al dan niet is geïnstalleerd.
Uit de testresultaten wordt ook opgemerkt dat door het koellichaam ook Rthj-a en Tj worden verminderd.
Bovendien kunnen op de gezamenlijke positie tussen de bodemplaat en het koellichaam dubbelzijdige stickers met een hoog warmteoverdrachtsvermogen, koellichaam of koelpasta worden toegevoegd om het warmteafvoereffect te maken.
Beter... Figuur 11 toont een voorbeeld van een koellichaambindingsmethode.
5. Samenvatting
Ik hoop dat u met de warmteafvoerontwerpcases die in deze handleiding zijn geïntroduceerd, de efficiëntie van de LED kunt gebruiken en de betrouwbaarheid in het productontwerp effectiever kunt verbeteren.
Produceer producten met stabielere prestaties.
