PCB за осветление

Преглед

Платки за осветление са печатни платки, специално проектирани за различни продукти за осветление. Те са основни носители и свързващи компоненти на осветителните уреди, използвани предимно за поддържане на LED чипове/кристали, драйверни схеми компоненти и осъществяване на предаване на енергия и управление на отвеждането на топлина. Подходящи са за различни сценарии за осветление като LED осветление, драйвери за традиционни флуоресцентни лампи и слънчево осветление, като в момента водещ тип приложение са LED платките за осветление основен вид приложение в момента.

Платките за осветление са печатни платки, персонализирани по специфични характеристики на осветителните уреди. Основните им предимства са свързани с разсейването на топлина, адаптивността и надеждността изискванията в условията на осветление, както е посочено по-долу:

Целево проектиране за отвеждане на топлина осигурява продължителност на живота на източника на светлина

Основните печатни платки за LED имат топлопроводимост, значително надвишаваща тази на обикновените FR-4 PCBs. Платките върху алуминиева основа имат топлопроводимост от 1~3 W/(m・K), докато тези върху медна основа достигат топлопроводимост до 200~400 W/(m・K). Те бързо отвеждат топлината, генерирана от LED чиповете по време на работа, предотвратявайки намаляване на яркостта и изгаряне поради прегряване, което значително удължава живота на LED осветителните уреди . Някои висококачествени керамични PCB за осветление могат да се адаптират и към изискванията за отвеждане на топлина в сцени с ултрависока мощност.

Съобразяване с конструктивните и функционални изисквания на осветителните уреди

• Гъвкава форма: Могат да се персонализират в кръг, дъга, гъвкави или неправилно оформени твърди плоскости според дизайна на лампата, за да се съобразят с монтажното пространство на различни видове лампи като крушки, прожектори и улични осветителни тела;

• Интегрирани функции: Поддържа интеграцията на веригата на драйвера за LED, контролна верига и верига на светлинния източник върху една и съща PCB, опростявайки вътрешната структура на лампата и намалявайки трудностите при монтажа;

• Съвместимост с опаковки: Съвместим с различни форми на LED опаковки като SMD и DIP, отговаряйки на изискванията за монтаж на светлинни източници в различни осветителни продукти.

Висока устойчивост към високи температури и екологична надеждност

Изработен с устойчиви на високи температури субстрати и мастило за лак за спойка, може да издържи дълго време на температурния диапазон на работата на LED (-20~85℃), а някои специални осветителни PCB могат дори да функционират в екстремни среди с температури -40~125℃ без деформация на субстрата, стареене на веригата или отлепяне на лака за спойка поради висока температура; в същото време притежава добри свойства за влагозащита и корозионна устойчивост и е подходящ за различни вътрешни и външни осветителни системи сценари.

Стабилни електрически параметри, които намаляват риска от повреди

Оптимизираното разположение на веригата намалява влиянието на електромагнитни смущения върху стабилността на LED осветлението; PCB за високомощни осветителни тела използва разширена медна фолиа и дебела медна конструкция, за да намали съпротивлението по линията, избегне падане на напрежението или прегряване на линията при предаване на висок ток и осигури стабилност на яркостта и електрическа безопасност на осветителното устройство.

Баланс между цена и производителност

За граждански приложения за осветление може да се използва нискоразходен FR-4 PCB за осветление, който отговаря на нуждите на нискомощни LED; за среди и високомощни приложения се използват алуминиеви PCB, за да се постигне ефективно отвеждане на топлината при умерени разходи, като се балансира производителността и икономичността; стандартизирани производствени процеси намаляват разходите при масово производство и улесняват поддръжката и замяната, допълнително подобрявайки общата икономическа ефективност. средно ниво на разходи, като се балансира производителността и икономичността; стандартизирани производствени процеси намаляват разходите при масово производство и улесняват поддръжката и замяната, допълнително подобрявайки общата икономическа ефективност.

Съответства на стандартите за безопасност в осветителната индустрия

Строго спазвайте изолационните и огнеупорни стандарти за осветителни уреди, за да се предотвратят опасности за безопасността като къси съединения и пожари, особено в търговски и индустриални сценарии за осветление, отговаряйки на високи изисквания за безопасност нужди.

PCB за осветление и LED PCB не са напълно независими понятия; те имат връзка на включване и биване включени, както и обобщение и конкретно приложение. Основните разлики и връзки могат ясно да се различават по размери като дефиниция, обхват и характеристики:

Основни дефиниции и разлики в обхвата

PCB за осветление

Това е общ термин за ППС, специално проектирани за всички видове осветителни уреди, обхващащи всички типове осветление . Основната им функция е да осигуряват електрически връзки, поддръжка на компоненти и управление на отвеждането на топлина за различни осветителни продукти, адаптирайки се към работните характеристики на различни източници на светлина.

Обхват: Включва ППС за LED осветление, баластни уреди за флуоресцентни лампи, димери за жарови лампи и други платки за всички сценарии на осветление.

Led печатена плоча

Това е ППС специално проектирана за LED източници на светлина, принадлежаща към подкатегорията на PCB за осветление. Използва се само за LED осветителни уреди (като LED крушки, прожектори, улично осветление и ленти), и трябва да отговаря на характеристиките на ниско напрежение, висок ток, и високите характеристики на топлинен генерация на LED елементите.

Обхват: Само за LED осветителни сценарии, това е основен компонент на осветителни ППС (с над 90%, тъй като LED елементите в момента са водещ източник на осветление).

Релевантност и практическо приложение

Включване в отношението: LED PCB е основната подкатегория на осветителните PCB. Тъй като LED заместват традиционните източници на светлина, повече от 95% от осветителните PCB на пазара в момента са LED PCB. Следователно в ежедневния език „осветителен PCB“ често се отъждествява директно с „LED PCB“, но строго погледнато двата имат различни обхвати. често се отъждествява директно с „LED PCB“, но строго погледнато двата имат различни обхвати.

Разлики в дизайна:

Традиционни PCB за осветление: Не се изисква интензивно отвеждане на топлина; FR-4 субстратът е достатъчен. Основният акцент трябва да бъде върху оптимизирането на изолацията на високоволтовата задвижваща верига.

LED PCB-та: Отвеждането на топлина трябва да има приоритет. Електронната верига трябва да бъде адаптирана към характеристиките на постояннотоковия драйв на LED елементите, за да се избегне намаляване на яркостта поради колебания в тока.

Прекриващи се сценарии: Всички LED ППС попадат в категорията на осветителни ППС, но не всички осветителни ППС са LED ППС.

PCB за осветление дизайнът трябва да осигурява баланс между отвеждане на топлина, електрически производителност, структурна съвместимост и промишлени стандарти. Основните предизвикателства са в областта на термичния контрол и електромагнитната съвместимост, с оглед следното ключови разглеждания: Основни предизвикателства при дизайна

Проблеми с термоуправление

• Предизвикателства: LED елементите и други източници на светлина генерират концентрирана топлина по време на работа. Недостатъчното отвеждане на топлина може да доведе до ускорено намаляване на яркостта, скъсяване на живота и дори изгаряне на компоненти. Традиционните FR-4 подложки имат слаба топлопроводимост, което изисква баланс между отвеждане на топлина и разходи при проектирането на метални PCB.

• Основни причини: PCB платките за осветление имат ограничено пространство, което затруднява разполагането на големи охлаждащи конструкции. Различните източници на светлина имат значително различаващи се характеристики на нагряване, което изисква насочена оптимизация на топлоотвеждането конструкции за разсейване.

Проблеми с електромагнитни смущения (EMI)

• Предизвикателства: Коланите на водача често генерират електромагнитно излъчване, което може да пречи на сигналите за управление на осветителната апаратура или на заобикалящите електронни устройства. Освен това, PCB платките за осветление трябва да отговарят на изискванията за ЕМС сертифициране.

• Основни причини: PCB платките за осветление често интегрират вериги за захранване, управление и източник на светлина, като високонапрежни и нисконапрежни вериги съществуват едновременно, което улеснява електромагнитното свързване. Дизайнът с малки размери води до близко разположение между проводници, увеличавайки риска от смущения.

Съвместимост по отношение на конструкцията и монтажа

• Предизвикателства: Осветителните тела имат различни форми (пръстеновидни, извити, ултратънки), което изисква PCB платките за осветление да съответстват на тези неправилни структури, като същевременно гарантират компактно подреждане на компонентите; PCB платките за улично осветление също трябва да отговарят на изискванията за водоустойчивост, прахоустойчивост и устойчивост на вибрации.

• Първоначална причина: Осветителните тела за граждански и търговски цели имат строги изисквания към външния вид и размера, което изисква проектиране на ПП с баланс между електрическата функционалност и механичната инсталация.

Електрическа безопасност и надеждност

• Предизвикателства: ПП за осветление включват достъп до мрежово напрежение и нисконапрежени източници на светлина. Недостатъчна изолация между високо и ниско напрежение лесно може да доведе до токови утечки и къси съединения. Дългосрочната работа при висока температура и влажност може да причини стареене на веригата и повреди в спойките.

• Основни причини: Осветителните уреди се използват в сложни условия с високи стандарти за безопасност.

Основни аспекти при проектирането Избор на субстрат:

• За осветление с ниска мощност: Използва се FR-4 субстрат, като отвеждането на топлината се подпомага чрез увеличаване на медната площ;

• За осветление със средна и висока мощност: предпочита се PCB с алуминиева основа, а при ултрависока мощност – с медна или керамична основа;

• Гъвкаво осветление: използва се PI субстрат с висока топлопроводимост, с алуминиев радиатор за отвеждане на топлината.

Проектиране на веригата и контактите:

Контактите на LED използват дизайн с "топлоотвеждащ контакт", за да се увеличи повърхността на контакт със субстрата и да се отвежда бързо топлината;

високомощностната верига използва по-широк меден фолио и по-дебел мед (2 унции и повече), за да се намали съпротивлението и генерирането на топлина;

избягва се използването на големи площи меден фолио, за да се намали деформацията на PCB, причинена от топлинно напрежение.

Оптимизация на разположението:

Компонентите, генериращи топлина, са разпределени, за да се избегне концентрация на топлина; веригата на драйвера и веригата на източника на светлина са разположени отделно, за да се предотврати прехвърлянето на топлина от драйверния IC към LED.

Съображения за проектиране на електромагнитна съвместимост

Изолация на линиите:

Разстоянието между високоволтовите и нисковолтовите линии е ≥3 mm, а силовата линия и линията на ниското напрежение за осветление са изолирани чрез изолационна канавка;

На входните/изходните терминали на задвижващата верига са добавени ЕМИ филтри за потискане на електромагнитното излъчване.

Конструкция на заземяването:

Използва се едноточково заземяване, за да се избегне образуването на затворени контури чрез заземяване;

металната основа на печатна платка върху метална основа трябва да бъде заземена, за да се подобри екраниращият ефект;

чувствителните компоненти трябва да се поставят близо до заземената медна фолиа, за да се намали интерференцията.

Правила за проводници:

Високочестотните линии са къси и прави, за да се избегне заобикаляне;

силовите линии и сигнальните линии се пресичат перпендикулярно, за да се намали електромагнитното свързване.