1. O objetivo do design de dissipação de calor LED
Ao projetar produtos que usam LEDs, você deve prestar atenção ao calor que pode ser gerado
A temperatura utilizável do LED é definida pela temperatura da junção (Tj). Se a temperatura de junção Tj for superior ao valor máximo, pode causar degradação significativa do brilho, ou mesmo causá-la
Outras falhas (como luz morta devido a desconexão, etc.), portanto, não use quando a temperatura máxima de junção Tj for excedida.
Além disso, reduzir a temperatura da junção o máximo possível pode estender a vida útil do produto.
Pelas razões acima, o design de dissipação de calor é muito importante ao usar LEDs.
Este guia irá apresentar algumas idéias sobre o design de dissipação de calor por LED.
2. Em relação ao fluxo de calor do LED
Em relação ao calor gerado pelo LED, sua direção de fluxo pode ser ilustrada na Figura 1.
O calor do chip será transferido para o ar circundante por meio da colagem de matriz, eletrodos, estanho na peça de soldagem e placas de circuito.
O calor emitido pelo chip de LED é expresso em termos de resistência térmica (℃ / W), e os dois seguintes são as fórmulas para calcular a temperatura de junção Tj.
Ao usar a resistência térmica Rthj-a do chip de LED para o ar circundante:
Tj=Ta + Rthj-a × W ①
・ Ta: Temperatura ambiente (℃)
・ Rthj-a: Resistência térmica do chip LED ao ar circundante (℃ / W)
・ W: potência de entrada (= IF × VF) (W)
(※ IF: corrente direta (A), VF: tensão direta (V))
(2) Ao usar a resistência térmica Rthj-s do chip de LED para o pino de solda negativo:
Tj=Ts ＋ Rthj-s × W ②
・ Ts: A temperatura da perna de soldagem negativa (℃)
・ Rthj-s: Resistência térmica do chip LED ao ponto de teste Ts (℃ / W)
・ W: potência de entrada (= IF × VF) (W)
(※ IF: corrente direta (A), VF: tensão direta (V))
3. Método de cálculo Tj
(Para calcular a temperatura de junção Tj, os métodos são divididos em duas categorias: (A) Meça a temperatura Ts e use-a para calcular Tj; (B) Método de medição de VF. O seguinte explicará em detalhes.
(A) Meça a temperatura Ts e calcule Tj
(1) Conforme mostrado na Figura 3, conecte o ponto de medição de temperatura Ts (eletrodo negativo) do LED ao termopar e acenda-o, e então meça os valores Ts, If e Vf quando atingir o estado de equilíbrio térmico.
※ O ponto de medição de temperatura Ts e a resistência térmica Rthj-s de cada produto são diferentes. Para obter detalhes, consulte as especificações do produto de nossa empresa'.
Para minimizar o efeito dos termopares na liberação de calor, tente usar termopares mais finos.
Também é recomendado conectar o termopar ao ponto de medição de temperatura com solda.
4. Design de dissipação de calor relacionado a LED
No design do produto, melhore a capacidade de dissipação de calor (reduza a resistência térmica geral,
Pode reduzir efetivamente a temperatura de junção Tj durante a operação.
As sugestões a seguir podem ser consultadas ao projetar.
(A) Seleção do material da placa de circuito
(B) Otimize a área da folha de cobre na placa de circuito
(C) Otimize a configuração de LEDs (passo de LED)
(D) Use dissipador de calor
A seguir está uma descrição detalhada de cada item.
(A) Seleção do material da placa de circuito
Existem muitos tipos de placas de circuito, conforme mostrado na Figura 6, aproximadamente divididas em resina, metal ou cerâmica.
(D) Use dissipador de calor
Adicionar um dissipador de calor à parte traseira da placa de circuito pode melhorar o efeito de dissipação de calor.
A tabela 3 a seguir apresenta os resultados do teste de comparação para verificar se o dissipador de calor está instalado ou não.
A partir dos resultados do teste, também é apontado que devido ao dissipador de calor, Rthj-a e Tj também são reduzidos.
Além disso, na posição de junta entre a placa inferior e o dissipador de calor, adesivos de dupla face com alta capacidade de transferência de calor, dissipador de calor ou pasta térmica podem ser adicionados para fazer o efeito de dissipação de calor.
Melhor ... A Figura 11 mostra um exemplo de um método de ligação de dissipador de calor.
5. Resumo
Espero que, com os casos de design de dissipação de calor apresentados neste guia, você possa usar a eficiência do LED&nº 39 e melhorar a confiabilidade no design do produto de forma mais eficaz.
Produza produtos com desempenho mais estável.
