1. El propósito del diseño de disipación de calor LED
Al diseñar productos que utilizan LED, debe prestar atención al calor que se puede generar.
La temperatura utilizable del LED está definida por la temperatura de unión (Tj). Si la temperatura de unión Tj es mayor que el valor máximo, puede causar una degradación significativa del brillo, o incluso causarla.
Otras fallas (como luz muerta debido a desconexión, etc.), así que no lo use cuando se exceda la temperatura máxima de unión Tj.
Además, reducir la temperatura de unión tanto como sea posible puede prolongar la vida útil del producto.
Por las razones anteriores, el diseño de disipación de calor es muy importante cuando se utilizan LED.
Esta guía presentará algunas ideas sobre el diseño de disipación de calor LED.
2. Respecto al flujo de calor LED
En cuanto al calor generado por el LED, su dirección de flujo se puede ilustrar en la Figura 1.
El calor del chip se transferirá al aire circundante a través de la unión de la matriz, los electrodos, el estaño en la pieza de soldadura y las placas de circuito.
El calor emitido por el chip LED se expresa en términos de resistencia térmica (℃ / W), y las dos siguientes son las fórmulas para calcular la temperatura de unión Tj.
Cuando se usa la resistencia térmica Rthj-a del chip LED al aire circundante:
Tj=Ta + Rthj-a × W ①
・ Ta: temperatura ambiente (℃)
・ Rthj-a: Resistencia térmica del chip LED al aire circundante (℃ / W)
・ W: potencia de entrada (= IF × VF) (W)
(※ SI: corriente directa (A), VF: tensión directa (V))
(2) Cuando se usa la resistencia térmica Rthj-s del chip LED al pin de soldadura negativo:
Tj=Ts ＋ Rthj-s × W ②
・ Ts: la temperatura del tramo de soldadura negativo (℃)
・ Rthj-s: Resistencia térmica desde el chip LED hasta el punto de prueba Ts (℃ / W)
・ W: potencia de entrada (= IF × VF) (W)
(※ SI: corriente directa (A), VF: tensión directa (V))
3. Método de cálculo de Tj
(Para calcular la temperatura de unión Tj, los métodos se dividen en dos categorías: (A) Mida la temperatura Ts y utilícela para calcular Tj; (B) Método de medición VF. A continuación se explicará en detalle.
(A) Mida la temperatura Ts y calcule Tj
(1) Como se muestra en la Figura 3, conecte el punto de medición de temperatura Ts (electrodo negativo) del LED al termopar y enciéndalo, y luego mida los valores Ts, If y Vf cuando alcance el estado de equilibrio térmico.
※ El punto de medición de temperatura Ts y la resistencia térmica Rthj-s de cada producto son diferentes. Para obtener más información, consulte las especificaciones de producto de nuestra empresa &.
Para minimizar el efecto de los termopares en la liberación de calor, intente utilizar termopares más delgados.
También se recomienda conectar el termopar al punto de medición de temperatura con soldadura.
4. Diseño de disipación de calor relacionado con LED
En el diseño del producto, mejore la capacidad de disipación de calor (reduzca la resistencia térmica general,
Puede reducir eficazmente la temperatura de unión Tj durante el funcionamiento.
Se pueden hacer referencia a las siguientes sugerencias al diseñar.
(A) Selección del material de la placa de circuito
(B) Optimice el área de la lámina de cobre en la placa de circuito
(C) Optimizar la configuración de los LED (paso de LED)
(D) Utilice disipador de calor
La siguiente es una descripción detallada de cada artículo.
(A) Selección del material de la placa de circuito
Hay muchos tipos de placas de circuito, como se muestra en la Figura 6, divididas aproximadamente en resina, metal o cerámica.
(D) Utilice disipador de calor
Agregar un disipador de calor en la parte posterior de la placa de circuito puede mejorar el efecto de disipación de calor.
La siguiente tabla 3 tiene los resultados de la prueba de comparación de si el disipador de calor está instalado o no.
De los resultados de la prueba, también se señala que debido al disipador de calor, Rthj-a y Tj también se reducen.
Además, en la posición de unión entre la placa inferior y el disipador de calor, se pueden agregar adhesivos de doble cara con alta capacidad de transferencia de calor, disipador de calor o pasta térmica para lograr el efecto de disipación de calor.
Mejor ... La Figura 11 muestra un ejemplo de un método de unión por disipador de calor.
5. Resumen
Espero que con los casos de diseño de disipación de calor presentados en esta guía, pueda utilizar la eficiencia del LED&y mejorar la confiabilidad en el diseño de productos de manera más efectiva.
Produzca productos con un rendimiento más estable.
