PCB Φωτισμού

Επισκόπηση

PCB φωτισμού είναι πλακέτες που σχεδιάζονται ειδικά για διάφορα προϊόντα φωτισμού. Αποτελούν τα βασικά στοιχεία φέροντος και σύνδεσης του εξοπλισμού φωτισμού, και χρησιμοποιούνται κυρίως για τη στήριξη LED τσιπ/κόκκων, συστατικών κυκλώματος οδήγησης και για τη μεταφορά ισχύος και τη διαχείριση απαγωγής θερμότητας. Είναι κατάλληλα για διάφορα σενάρια φωτισμού, όπως LED φωτισμός, οδηγοί παραδοσιακών φθορισμού, και ηλιακός φωτισμός, με τα PCB φωτισμού LED να αποτελούν τον κύριο τύπο εφαρμογής προς το παρόν.

Τα PCB φωτισμού είναι πλακέτες που σχεδιάζονται εξατομικευμένα για τα χαρακτηριστικά του εξοπλισμού φωτισμού. Τα βασικά τους πλεονεκτήματα επικεντρώνονται στη διαχείριση απαγωγής θερμότητας, την προσαρμοστικότητα και την αξιοπιστία απαιτήσεις των σεναρίων φωτισμού, όπως αναλύονται παρακάτω:

Σχεδιασμός με στόχευση τη διασπορά θερμότητας διασφαλίζει τη διάρκεια ζωής της πηγής φωτός

Τα κύρια PCB για LED έχουν θερμική αγωγιμότητα πολύ υψηλότερη από αυτή των συνηθισμένων PCB FR-4. Τα PCB με βάση αλουμινίου έχουν θερμική αγωγιμότητα 1~3 W/(m・K), ενώ τα PCB με βάση χαλκού έχουν θερμική αγωγιμότητα έως 200~400 W/(m・K). Μπορούν να αγωγούν γρήγορα τη θερμότητα που παράγεται από τα LED τσιπς κατά τη λειτουργία, αποτρέποντας τη φωτεινή απόσβεση και την καύση λόγω υπερθέρμανσης, και επεκτείνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής των φωτιστικών εξοπλισμών LED . Κάποια υψηλής ποιότητας κεραμικά PCB φωτισμού μπορούν επίσης να προσαρμοστούν στις απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας σε σενάρια υπερυψηλής ισχύος.

Προσαρμογή στις δομικές και λειτουργικές απαιτήσεις του εξοπλισμού φωτισμού

• Εύκαμπτο σχήμα: Μπορεί να προσαρμοστεί σε μορφή δακτυλίου, τόξου, εύκαμπτης ή ακανόνιστα σχηματισμένης σκληρής πλάκας, σύμφωνα με το σχεδιασμό του φωτιστικού, προσαρμόζοντας το στο χώρο εγκατάστασης διαφορετικών φωτιστικών, όπως λαμπτήρες, φανάρια και φωτιστικά δρόμων·

• Ενσωματωμένες λειτουργίες: Υποστηρίζει την ενσωμάτωση του κυκλώματος οδήγησης LED, του κυκλώματος ελέγχου και του κυκλώματος πηγής φωτός στο ίδιο PCB, απλοποιώντας την εσωτερική δομή του λαμπτήρα και μειώνοντας τη δυσκολία συναρμολόγησης·

• Συμβατότητα συσκευασίας: Προσαρμόζεται σε διάφορες μορφές συσκευασίας LED όπως SMD και DIP, καλύπτοντας τις απαιτήσεις εγκατάστασης πηγής φωτός διαφορετικών προϊόντων φωτισμού.

Ανθεκτικότητα σε υψηλές θερμοκρασίες και περιβαλλοντική αξιοπιστία

Κατασκευασμένο με υποστρώματα ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες και μελάνι ανθεκτικό στο συγκόλληση, μπορεί να αντέξει για μεγάλο χρονικό διάστημα την περιοχή θερμοκρασίας λειτουργίας των LED (-20~85℃), ενώ ορισμένα ειδικά PCB φωτισμού μπορούν ακόμη και να προσαρμοστούν σε εξαιρετικά περιβάλλοντα -40~125℃ χωρίς παραμόρφωση υποστρώματος, γήρανση κυκλώματος ή αποκόλληση αντιστάσεως συγκόλλησης λόγω υψηλής θερμοκρασίας· παράλληλα, διαθέτει καλές ιδιότητες ανθεκτικότητας στην υγρασία και τη διάβρωση και είναι κατάλληλο για διάφορες εφαρμογές φωτισμού εσωτερικού και εξωτερικού χώρου σituations.

Σταθερή ηλεκτρική απόδοση μειώνει τον κίνδυνο βλάβης

Η βελτιστοποιημένη διάταξη κυκλωμάτων μειώνει την επίδραση των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών στη φωτεινή σταθερότητα· το PCB φωτισμού υψηλής ισχύος χρησιμοποιεί σχεδιασμό με πλατύτερη χαλκού και παχύτερο χαλκό για μείωση της αντίστασης της γραμμής, αποφεύγοντας πτώση τάσης ή υπερθέρμανση της γραμμής κατά τη μετάδοση υψηλού ρεύματος, και εξασφαλίζοντας τη σταθερότητα της φωτεινότητας και την ηλεκτρική ασφάλεια του εξοπλισμού φωτισμού.

Ισορροπία μεταξύ κόστους και απόδοσης

Για εφαρμογές φωτισμού κατοικιών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί το φθηνότερο FR-4 Lighting PCB για να καλύψει τις ανάγκες των LED χαμηλής ισχύος· για εφαρμογές μεσαίας και υψηλής ισχύος, χρησιμοποιούνται PCB με βάση αλουμινίου για να επιτευχθεί αποτελεσματική απαγωγή θερμότητας σε μέτριο κόστος, ισορροπώντας απόδοση και οικονομία· τυποποιημένες διαδικασίες παραγωγής μειώνουν το κόστος μαζικής παραγωγής και διευκολύνουν τη συντήρηση και την αντικατάσταση, βελτιώνοντας περαιτέρω τη συνολική οικονομική απόδοση.

Πληροί τα πρότυπα ασφαλείας της βιομηχανίας φωτισμού

Τηρεί αυστηρά τα πρότυπα μόνωσης και αντιφλεγόντων για εξοπλισμό φωτισμού προκειμένου να αποφευχθούν κίνδυνοι ασφάλειας όπως βραχυκυκλώματα και πυρκαγιές, ειδικά σε εμπορικά και βιομηχανικά σενάρια φωτισμού, καλύπτοντας υψηλά πρότυπα ασφαλείας απαιτήσεις.

PCB Φωτισμού και το LED PCB δεν είναι εντελώς ανεξάρτητες έννοιες· έχουν μια σχέση περιλαμβανομένης και περιλαμβανόμενης, καθώς και γενικών και ειδικών εφαρμογών. Οι βασικές διαφορές και συνδέσεις μπορούν να διακριθούν ξεκάθαρα από διαστάσεις όπως ορισμός, πεδίο εφαρμογής και χαρακτηριστικά:

Βασικοί Ορισμοί και Διαφορές στο Πεδίο Εφαρμογής

PCB Φωτισμού

Αυτός είναι ένας γενικός όρος για PCB που σχεδιάζονται ειδικά για όλα τα είδη φωτιστικών συσκευών, καλύπτοντας όλους τους τύπους φωτισμού . Η βασική τους λειτουργία είναι να παρέχουν συνδέσεις κυκλώματος, στήριξη συστατικών και διαχείριση απαγωγής θερμότητας για διάφορα προϊόντα φωτισμού, προσαρμοζόμενα στα λειτουργικά χαρακτηριστικά διαφορετικών πηγών φωτός.

Πεδίο εφαρμογής: Περιλαμβάνει PCB για LED φωτισμό, μπαλάστρες λαμπτήρων φθορισμού, παραλαβή λαμπτήρων πυρακτώσεως και άλλα κυκλώματα για όλα τα σενάρια φωτισμού.

Ήχανε pcb

Αυτό είναι ένα PCB ειδικά σχεδιασμένο για πηγές φωτός LED, το οποίο ανήκει σε μια υποκατηγορία των PCB φωτισμού. Υπηρετεί μόνο εξοπλισμό φωτισμού LED (όπως λαμπτήρες LED, φανάρια, δρομικοί φωτιστικοί, λωρίδες φωτισμού), και πρέπει να αντιστοιχεί στα χαρακτηριστικά χαμηλής τάσης, υψηλού ρεύματος, και τα χαρακτηριστικά υψηλής παραγωγής θερμότητας των LED.

Πεδίο εφαρμογής: Μόνο για σενάρια φωτισμού με LED, αποτελεί βασικό συστατικό των PCB φωτισμού (αποτελώντας πάνω από 90%, καθώς τα LED είναι πλέον η κύρια πηγή φωτισμού).

Σχετικότητα και Πρακτική Εφαρμογή

Σχέση περιλαμβανομένων: Το LED PCB είναι η βασική υποκατηγορία των φωτιστικών PCB. Καθώς τα LED αντικαθιστούν τις παραδοσιακές πηγές φωτός, πάνω από 95% των φωτιστικών PCB στην αγορά είναι αυτή τη στιγμή LED PCB. Επομένως, στην καθημερινή γλώσσα, ο όρος «φωτιστικό PCB» συχνά ταυτίζεται απευθείας με το «LED PCB», αλλά με αυστηρή έννοια, οι δύο όροι έχουν διαφορετικό πεδίο εφαρμογής.

Διαφορές σχεδίασης:

Παραδοσιακά PCB φωτισμού: Δεν απαιτείται ισχυρή απαγωγή θερμότητας· αρκεί το υπόστρωμα FR-4. Πρέπει να δοθεί έμφαση στη βελτιστοποίηση της μόνωσης του κυκλώματος οδήγησης υψηλής τάσης.

PCB LED: Πρέπει να δοθεί προτεραιότητα στη διασπορά θερμότητας. Το κύκλωμα πρέπει να προσαρμόζεται στα χαρακτηριστικά οδήγησης σταθερού ρεύματος των LED, προκειμένου να αποφευχθεί η μείωση της φωτεινότητας λόγω ταλαντώσεων ρεύματος.

Καταστάσεις επικάλυψης: Όλα τα LED PCB ανήκουν στην κατηγορία των PCB φωτισμού, αλλά όχι όλα τα PCB φωτισμού είναι LED PCB.

PCB Φωτισμού ο σχεδιασμός πρέπει να εξισορροπεί τη διασπορά θερμότητας, την ηλεκτρική απόδοση, τη δομική συμβατότητα και τα πρότυπα της βιομηχανίας. Οι βασικές προκλήσεις βρίσκονται στη διαχείριση θερμότητας και στην ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα, με τα ακόλουθα βασικές Σκέψεις: Βασικές Προκλήσεις Σχεδιασμού

Προκλήσεις Διαχείρισης Θερμοκρασίας

• Προκλήσεις: Τα LED και άλλες πηγές φωτός παράγουν συγκεντρωμένη θερμότητα κατά τη λειτουργία. Η κακή απαγωγή θερμότητας μπορεί να οδηγήσει σε επιταχυνόμενη μείωση της φωτεινότητας, μείωση της διάρκειας ζωής και ακόμη και καύση εξαρτημάτων. Τα παραδοσιακά υποστρώματα FR-4 έχουν κακή θερμική αγωγιμότητα, γεγονός που απαιτεί ισορροπία μεταξύ απαγωγής θερμότητας και κόστους στον σχεδιασμό PCB με μεταλλική βάση.

• Βασικές Αιτίες: Τα PCB φωτισμού έχουν περιορισμένο χώρο, κάτι που καθιστά δύσκολη τη διάταξη μεγάλων δομών απαγωγής θερμότητας. Οι διαφορετικές πηγές φωτός έχουν σημαντικά διαφορετικά χαρακτηριστικά θέρμανσης, γεγονός που επιβάλλει στοχευμένη βελτιστοποίηση των σχεδιασμών απαγωγής θερμότητας.

Προβλήματα Ηλεκτρομαγνητικής Παρεμβολής (EMI)

• Προκλήσεις: Τα κυκλώματα οδήγησης τείνουν να παράγουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, η οποία μπορεί να παρεμβαίνει στα σήματα ελέγχου των φωτιστικών ή σε γειτονικές ηλεκτρονικές συσκευές. Επιπλέον, τα PCB φωτισμού πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις πιστοποίησης EMC πιστοποίησης.

• Βασικές Αιτίες: Οι πλακέτες φωτισμού συχνά ενσωματώνουν κυκλώματα τροφοδοσίας, ελέγχου και πηγής φωτός, με ύπαρξη κυκλωμάτων υψηλής και χαμηλής τάσης που συνυπάρχουν, γεγονός που διευκολύνει την ηλεκτρομαγνητική σύζευξη. Η σχεδίαση μικρού μεγέθους έχει ως αποτέλεσμα την πολύ μικρή απόσταση μεταξύ ιχνών, αυξάνοντας τον κίνδυνο παρεμβολών.

Συμβατότητα δομής και εγκατάστασης

• Προκλήσεις: Τα φωτιστικά έρχονται σε διάφορα σχήματα (δακτυλίου, καμπύλα, εξαιρετικά λεπτά), απαιτώντας από τις πλακέτες φωτισμού να ανταποκρίνονται σε αυτές τις ακανόνιστες δομές, διασφαλίζοντας ταυτόχρονα συμπαγή διάταξη των εξαρτημάτων· οι πλακέτες φωτισμού για εξωτερικούς χώρους πρέπει επίσης να πληρούν τις απαιτήσεις αδιάβροχου, ανθεκτικού στη σκόνη και στη δόνηση.

• Βασική αιτία: Τα φωτιστικά για πολιτική/εμπορική χρήση έχουν αυστηρές απαιτήσεις όσον αφορά την εμφάνιση και το μέγεθος, γεγονός που απαιτεί σχεδιασμό πλακετών που εξισορροπεί την ηλεκτρική λειτουργικότητα με τη μηχανική εγκατάσταση.

Ηλεκτρική ασφάλεια και αξιοπιστία

• Προκλήσεις: Τα PCB φωτισμού περιλαμβάνουν πρόσβαση σε δίκτυο ρεύματος και πηγές φωτός χαμηλής τάσης. Η ανεπαρκής μόνωση μεταξύ υψηλής και χαμηλής τάσης μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε διαρροές και βραχυκυκλώματα. Η μακροχρόνια λειτουργία σε υψηλή θερμοκρασία/υγρασία περιβάλλοντα μπορεί να προκαλέσει γήρανση του κυκλώματος και αποτυχία συγκολλήσεων.

• Βασικές Αιτίες: Ο εξοπλισμός φωτισμού χρησιμοποιείται σε πολύπλοκα σενάρια με υψηλά πρότυπα ασφαλείας.

Βασικές Παραμετροί Σχεδιασμού Επιλογή υποστρώματος:

• Φωτισμός χαμηλής ισχύος: Χρησιμοποιείται υπόστρωμα FR-4, ενώ η απαγωγή θερμότητας βοηθάεται με την αύξηση της επιφάνειας χαλκού·

• Φωτισμός μεσαίας και υψηλής ισχύος: προτιμάται PCB με βάση αλουμινίου, ενώ για υπερυψηλή ισχύ χρησιμοποιούνται PCB με βάση χαλκού ή κεραμικά·

• Εύκαμπτος φωτισμός: χρησιμοποιείται υπόστρωμα PI υψηλής θερμικής αγωγιμότητας, με ψύκτρα αλουμινίου στο πίσω μέρος.

Σχεδιασμός κυκλώματος και παδ:

Τα παδ LED υιοθετούν σχεδιασμό «παδ θερμικής αγωγιμότητας» για την αύξηση της επιφάνειας επαφής με το υπόστρωμα και τη γρήγορη απαγωγή θερμότητας·

το κύκλωμα υψηλής ισχύος χρησιμοποιεί ευρύτερο φύλλο χαλκού και παχύτερο χαλκό (2oz και άνω) για μείωση της αντίστασης και της παραγωγής θερμότητας·

αποφεύγονται μεγάλες επιφάνειες φύλλου χαλκού για μείωση της παραμόρφωσης του PCB που προκαλείται από θερμική τάση.

Βελτιστοποίηση διάταξης:

Τα εξαρτήματα που παράγουν θερμότητα διανέμονται για να αποφεύγεται η συγκέντρωση θερμότητας· το κύκλωμα οδήγησης και το κύκλωμα πηγής φωτός τοποθετούνται χωριστά για να αποτρέπεται η μεταφορά θερμότητας από το ολοκληρωμένο κύκλωμα οδήγησης στο LED.

Σκέψεις σχεδιασμού για ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα

Απομόνωση γραμμών:

Η απόσταση μεταξύ των γραμμών υψηλής και χαμηλής τάσης είναι ≥3mm, και η γραμμή της κύριας τάσης και η γραμμή φωτεινής πηγής χαμηλής τάσης απομονώνονται με μονωτική εγκοπή·

Προστίθενται φίλτρα EMI στα άκρα εισόδου/εξόδου του κυκλώματος οδήγησης για περιορισμό της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

Σχεδιασμός γείωσης:

Χρησιμοποιείται μονοποιντική γείωση για να αποφευχθεί η δημιουργία βρόχων γείωσης·

το μεταλλικό υπόστρωμα ενός μεταλλικού PCB πρέπει να γειώνεται για ενίσχυση του θωρακιστικού αποτελέσματος·

τα ευαίσθητα εξαρτήματα πρέπει να τοποθετούνται κοντά στο γειωμένο φύλλο χαλκού για μείωση των παρεμβολών.

Κανόνες καλωδίωσης:

Οι γραμμές υψηλής συχνότητας είναι κοντές και ευθείες για να αποφεύγεται η περίπλοκη διαδρομή·

οι γραμμές τροφοδοσίας και οι γραμμές σήματος διασταυρώνονται κάθετα για μείωση της ηλεκτρομαγνητικής σύζευξης.