大功率LED的散热设计

来源:电子产品世界 作者:—— 时间:2010-04-23 17:10

RBA=(TC-TC)/PD (4)

  在散热计算中,当选择了大功率LED后,从数据资料中可找到其RJC值;当确定LED的正向电流IF后,根据LED的VF可计算出PD;若已测出TC的温度,则按(3)式可求出TJ来。

  在测TC前,先要做一个实验板(选择某种PCB、确定一定的面积)、焊上LED、输入IF电流,等稳定后,用K型热电偶点温度计测LED的散热垫温度TC。

  在(4)式中,TC及TA可以测出,PD可以求出,则RBA值可以计算出来。

  若计算出TJ来,代入(1)式可求出RJA。

  这种通过试验、计算出TJ方法是基于用某种PCB及一定散热面积。如果计算出来的TJ小于要求(或等于)TJmax,则可认为选择的PCB及面积合适;若计算来的TJ大于要求的TJmax,则要更换散热性能更好的PCB,或者增加PCB的散热面积。

  另外,若选择的LED的RJC值太大,在设计上也可以更换性能上更好并且RJC值更小的大功率LED,使满足计算出来的TJ≤TJmax。这一点在计算举例中说明。

  各种不同的PCB

  目前应用与大功率LED作散热的PCB有三种:普通双面敷铜板(FR4)、铝合金基敷铜板(MCPCB)、柔性薄膜PCB用胶粘在铝合金板上的PCB。

  MCPCB的结构如图7所示。各层的厚度尺寸如表3所示。

  

  图7 MCPCB结构图

  其散热效果与铜层及金属层厚如度尺寸及绝缘介质的导热性有关。一般采用35μm铜层及1.5mm铝合金的MCPCB。

  柔性PCB粘在铝合金板上的结构如图8所示。一般采用的各层厚度尺寸如表4所示。1~3W星状LED采用此结构。

  采用高导热性介质的MCPCB有最好的散热性能,但价格较贵。

  

  

  

  图8 散热层结构图

  

  计算举例

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