No estoy seguro de cómo calcular lo siguiente. Quiero soldar SMD 3 LED o 6 LED a una placa de circuito impreso con núcleo de aluminio. Los LED en cuestión son PK2N (hoja de datos) y, según la hoja de datos, la resistencia térmica de Junction to Slug es de 8 grados C/W.
Entonces, si quiero ejecutar estos a alrededor de 2.2W (600mA * 3.6V típico), ¿eso significa que generan aproximadamente 18 grados C cada uno? Entonces, si coloco 3 de ellos, ¿aumentan la temperatura en 54 grados C? ¿Para 6 de ellos, 108 grados C? Además, las resistencias disiparán aproximadamente 2W o 4W (si uso 3 o 6 leds).
El área total de la PCB AL será de aproximadamente 9,1 cm2 (17 mm de radio, 34 mm de diámetro) y 1 mm de grosor. Es cobre de 35 um (1 oz) pero no tengo la hoja de datos para las cifras de conductividad térmica.
¿Cómo harías para tratar de resolver este problema? ¿Necesito aletas adicionales en la PCB? ¿O debería limitarme a solo 3 LED?
No, significa que cada unión funciona 18C más caliente que el disipador de calor (PCB).
Necesita saber la resistencia térmica del disipador de calor al aire, y la potencia total que está descargando en él, y la temperatura del aire, para calcular la temperatura del disipador de calor. Luego agregue 18C a eso, para obtener la temperatura del chip.
Si el disipador de calor es solo la PCB, su resistencia será alta y su temperatura será alta. Es difícil de calcular (como en el caso de leer un libro de termodinámica primero), tal vez posible de simular con herramientas de diseño profesional, pero más fácil de medir (atornille una resistencia de potencia y algunos termopares). Pero no tiene sentido, no te gustarán las respuestas.
Prácticamente esta PCB no es el disipador de calor, simplemente transfiere el calor al disipador de calor real (gran trozo de metal).
Ahora necesita conocer la resistencia térmica real del disipador de calor al aire, y la potencia total que está descargando en él, y la temperatura del aire, para calcular la temperatura del disipador de calor. Esta resistencia térmica estará en los datos del disipador, si compras uno comercial. De lo contrario, consulte más arriba sobre: cálculo, simulación, medición.
Pero la placa de circuito impreso se calentará más que el disipador de calor: también necesita conocer su resistencia térmica al transferir calor del chip a través de la placa de circuito impreso al disipador de calor. Una vez más, probablemente sea más fácil de medir.
Aquí es donde necesita conocer la potencia total de todos los LED: si es 1 C/vatio, agregará 6,6 C o 13,2 C para 3 o 6 LED de 2,2 W cada uno.
Ahora, calcule la temperatura del disipador de calor. Agregue la temperatura debida a la PCB. Luego agregue 18C, y esa es la temperatura del chip.