ФОРУМ «СВЕТОДИОДЫ И СВЕТОДИОДНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ»

  Прошу помощи в рассчетах выделяемой тепловой энергии светодиодами
- какое количество тепла выделяется ?

в коэффициентах теплопроводности, тепловым сопротивлением ПП ...
- как обеспечить должный теплоотвод от подложки ?
- как рассчитать нужную площадь под подложку при проектировании ПП?

тепловое сопротивление С/Вт в светодиодах указанно уже с рассчетом выделяемой им же тепловой энергии или с полным переходом 1 Вт в тепловую?

Цитата: monia от 30 апреля 2011, 17:06
  Прошу помощи в рассчетах выделяемой тепловой энергии светодиодами
- какое количество тепла выделяется ?

в коэффициентах теплопроводности, тепловым сопротивлением ПП ...
- как обеспечить должный теплоотвод от подложки ?
- как рассчитать нужную площадь под подложку при проектировании ПП?

тепловое сопротивление С/Вт в светодиодах указанно уже с рассчетом выделяемой им же тепловой энергии или с полным переходом 1 Вт в тепловую?

1. Вся мощность, которая не вышла в виде излучения, т.е. порядка 70-80% от потребленной. Для оценки можно считать, что 100% КПД белого светодиода 340 лм/Вт. световой поток считать для устоявшегося режима.
2. Сложный вопрос, можно и клеем к железяке приклееть  зависит от конструкции и требований к прибору, как правило, пайка низкотемпературной пастой на алюминиевую печатную плату.
3. Для алюминиевой? КП +0,4...0,8 мм к диаметру, остальная медь играет незначительную роль, есть возможность - по максимуму, нет, так нет. Для стеклотекстолита, с целью отвода тепла? Эксперементируйте сами
4. Указывается разница температур для 1 Вт.

Цитата: MoiseevIN от 30 апреля 2011, 20:17

3. Для алюминиевой? КП +0,4...0,8 мм к диаметру, остальная медь играет незначительную роль, есть возможность - по максимуму, нет, так нет.

СПБ 

  Коэффициент теплопроводности диэлектрика 2-8 С/Вт
меди свыше 300
  мне кажется что практически вся медь соединенная с подложкой будет одной температуры и передавать энергию будет по всей площади на основание, в свою очередь будет минимальный температурный разрыв между основанием ПП и подложкой

или что упустил?

Теплопроводность измеряется в Вт/м*К, у диэектрика (как правило  стеклоткань) на порядок меньше указанного при толщине 20-30 мкм. У меди 300, но толщина меди 18-35 мкм, а у алюминия 170-180 и толщина 1,5 мм - основное распределение тепла осуществляется по алюминию. В результате, увеличение площади меди влияет положительно, но крайне незначительно, если удобнее развести плату с минимальными полигонами под основанием светодиода, не заморачивайтесь, если есть возможность - заливайте медью.

Цитата: MoiseevIN от 30 апреля 2011, 23:48
Теплопроводность измеряется в Вт/м*К, у диэектрика (как правило  стеклоткань) на порядок меньше указанного при толщине 20-30 мкм. У меди 300, но толщина меди 18-35 мкм, а у алюминия 170-180 и толщина 1,5 мм - основное распределение тепла осуществляется по алюминию. В результате, увеличение площади меди влияет положительно, но крайне незначительно, если удобнее развести плату с минимальными полигонами под основанием светодиода, не заморачивайтесь, если есть возможность - заливайте медью.

   Было бы хорошо понять на примере

площадь площадки ПП 4 мм2
сможет отвести эффективно тепло от 1 и 2,5 Вт. при теплопроводности 2 Вт/м*К
по какой формуле рассчитывается? Каков предел площадки по отводу тепла?

Давайте не путать, задача отвести тепло лежит на радиаторе, задача максимально эффективно передать тепло на радиатор лежит на плате.

На месте контакта светодиода с платой (площадка + припой/клей/паста) лежит задача с минимальной задержкой пропустить тепло сквозь себя на плату.

Если площадь основания светодиода 4 мм2, то и площади КП (контактной площадки) 4+ мм2 вполне достаточно. Да, если КП соединина с обширным полигоном, эффективность передачи тепла на плату увеличивается, но незначительно. Тут как с током, тепло идет по пути наименьшего (теплового) сопротивления, которое зависит от теплопроводности материалов и геометрических размеров. Тепловое сопротивление медной фольги много выше (при измерении вдоль плоскости фольги, разумеется*), чем толстого алюминиевого основания. Тем не менее, как и с током, добавление в параллель большого сопротивления, незначительно, но снижает общее.

*Наглядный эксперимент: возьмите кусок алюминиевой фольги в одну руку и грейте ее зажигалкой (в другой руке) на расстоянии 7-8 см от пальцев первой руки. Повторите с толстой алюминиевой полосой. В каком случае обожетесь?

Такие светодиоды предназначены для монтажа на IMS - платы ( лист аллюм + тонкая печатная плата). На каждый ватт мощности 1.5 кв дюйма поверхности рассеяния по рекомендации производителя. При этом толщина аллюминия 3 мм. Ежели рассеивать на фольге ПП то может и 50 и 100 квадратов потребоваться - мощные диоды очень быстро греются и от температуры варятся за считаные минуты. Максимальная температура перехода 70 градусов.

Цитата: daylight от 18 июня 2011, 22:09
Такие светодиоды предназначены для монтажа на IMS - платы ( лист аллюм + тонкая печатная плата). На каждый ватт мощности 1.5 кв дюйма поверхности рассеяния по рекомендации производителя. При этом толщина аллюминия 3 мм. Ежели рассеивать на фольге ПП то может и 50 и 100 квадратов потребоваться - мощные диоды очень быстро греются и от температуры варятся за считаные минуты. Максимальная температура перехода 70 градусов.

 
1.5 кв. дюйма если речь идет о площади рассеивания то это очень мало для одного ватта
  толщины основания 1мм более чем предостаточно для продольного рассеивания тепла...
о пп на текстолите тут речь не идет

  а вообще уже рассчитал
при толщине диэлектрика 100 микрон, тпроводностью 2, площадь 4 квадрата
разность температуры составит 12 градусов
   плюс сопротивление кристалл/подложка
итого 17 градусов между основанием пп и кристаллом на 1 ватт

  кстати, 70 градусов это максимальная Т кристалла или что имелось ввиду ?

Цитата: daylight от 18 июня 2011, 22:09
Максимальная температура перехода 70 градусов.

170 ближе к истине. И самому переходу эта температура не очень и страшна, а вот люминофор при такой температуре перехода, выгорит буквально на глазах.

Как рабочая температура перехода, 70 градусов, конечно, очень хорошо, но нереально в большинстве случаев - при 40 Та мах, 25-30 перегрев радиатора и еще 20 перегрев перехода относительно радиатора: уже 85-90.

IMS плата, как я уже писал это алюминиевая пластина с пленочным изоляционным покрытием, на котором расположены печатные проводники. эта плата клеится в последствии к радиатору или другому теплоотводу. Толщина алюм пластины 1.2 - 1,5мм, толщина изолятора 0,05 - 0,1мм, поэтому тепловое невелико(такие платы можете найти в радиотоварах - они выпускаются специально для осветительных светодиодов).

По поводу 170градусов - много. Когда переваливает за 100 уже меняется и цвет и интенсивность излучения, не говоря уже о том, что корпус прибора пластмассовый. Филипс рекомендует не более 90. Кстати у них есть отличная брошюра по светодиодному освещению.

Цитата: daylight от 22 июня 2011, 13:54
IMS плата, как я уже писал это алюминиевая пластина с пленочным изоляционным покрытием, на котором расположены печатные проводники. эта плата клеится в последствии к радиатору или другому теплоотводу. Толщина алюм пластины 1.2 - 1,5мм, толщина изолятора 0,05 - 0,1мм, поэтому тепловое невелико(такие платы можете найти в радиотоварах - они выпускаются специально для осветительных светодиодов).

ЕПРСТ! Вы тему-то читаете, прежде чем со своим ИМХО лезть? Класс плат, на которые вы посотоянно ссылаетесь, называется MCPCB - печатные платы с металлическим ядром, причем, для разных задач, это может быть и железо и алюминий и медь. Разработанны еще когда мощных светодиодов и в проекте не было, для нужд силовой электроники. Могут быть и одно- и многослойными, металл как с одной стороны, так и и посередине. Ту узкую группку плат из этого класса, которую обычно применяют в светодиодной светотехнике, обычно же называют проще - AlPCB, алюминиевая плата. Быстро и дорого, могут сделать, например, [nofollow=http://rezonit.ru/urgent/metal/index.php]здесь[/nofollow]. И толщина может быть от 0,5 до 3 мм стандартно и до хрен знает скольки, ежели очень приспичит.

И, самое главное, на протяжение десятка постов перед вашим, ОБСУЖДАЛАСЬ ИХ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ, и вот, приходит гуру, и рассказывает нам, что они существуют. БЛИН!

Цитата: daylight от 22 июня 2011, 13:54
По поводу 170градусов - много. Когда переваливает за 100 уже меняется и цвет и интенсивность излучения, не говоря уже о том, что корпус прибора пластмассовый. Филипс рекомендует не более 90. Кстати у них есть отличная брошюра по светодиодному освещению.

ЕПРСТ-2! А вам что было написано? Кристалл выдержит и 170 (жить будет меньше, но выдержит), а вот для люминофора влияние температуры критично. То, что вы наблюдали в своем радиокружке (вывод о кружке на основании вашего поста) и есть изменение свойств люминофора при повышенных температурах.

ЦитироватьФилипс рекомендует не более 90

И правильно рекомендует, одобряю. Я рекомендовал тоже самое на этом форуме еще года 3 назад, когда только на него пришел. А брошюрки от производителей светодиодов, как правило, полнейшая ересь.

спорить не буду про признаки кружков ничего не знаю. полупроводники в кипящем масле не варю. пишу тем, кто спрашивает. про ересь производителей расскажите производителям. хорошо, что не занимаетесь силовой электроникой - там выше 150 градусов прилетает в лоб неопытным. удачи.

Цитата: daylight от 22 июня 2011, 22:21
... полупроводники в кипящем масле не варю. ... хорошо, что не занимаетесь силовой электроникой - там выше 150 градусов прилетает в лоб неопытным. ...

А вот это было уже передергивание - в ответ на ваше:

ЦитироватьМаксимальная температура перехода 70 градусов.

Я отметил, что

Цитировать170 ближе к истине.

И, на практике почти не возможно получить меньше 85-90 градусов.

Цитироватьтам выше 150 градусов прилетает в лоб неопытным

Очень хорошо, что вы знаете, хотя бы это, и не суетесь в силовую электронику - лоб целее будет... Хотя, как говорил дикообраз Сахи, в трещинку в голове...

PS вообще-то я для любых полупроводников не рекомендовал бы рабочую температуру выше 90...

PPS признак радиолюбителя - купить заготовку в радиомагазине и сделать макет на коленках, вместо того, чтобы заказать плату на заводе. Особенно актуально для силовой электроники.

занимаюсь и силовухой и не только. и уже давно. и не колочу понты по этому поводу как дилетант, прочитавший в википедии новость для себя и думающий что более никто об этом не знает. форумы для того и созданы, чтобы конструктивно подходить к решению вопросов, а не показывать свое бескультурье.

про покупку плат я в о о щ е  ничего не писал ибо нет в магазинах таких плат, которые мне нужны. на заводе не заказываю по причине отсутствия такового да и не целесообразно в мелкосерийном производстве.