Belysnings-PCB

Översikt

Belysnings-PCB är kretskort speciellt utformade för olika belysningssprodukter. De är kärnbäragare och anslutningskomponenter i belysningsutrustning, främst avsedda att bära LED-chips/perlor, drivkrets komponenter och möjliggöra strömtransmission och värmedissipationhantering. De är lämpliga för olika belysningscenarier såsom LED-belysning, traditionella lysrörsdrivmedel och solbelysning, där PCB för LED-belysning är den dominerande tillämpningstypen för närvarande.

Belysnings-PCB är kretskort som är specialdesignade för belysningsutrustningens egenskaper. Deras kärnfördelar handlar om värmeavledning, anpassningsförmåga och tillförlitlighet krav för belysningsscenarier, som beskrivs nedan:

Målmedveten värmeavledningsdesign säkerställer ljuskällans livslängd

Vanliga pcb för lysdioder har värmeledningsförmåga långt över den hos vanliga FR-4-PCB:er. PCB:er med aluminiumbaserat underlag har en värmeledningsförmåga på 1~3 W/(m·K), medan kopparbaserade PCB:er har en värmeledningsförmåga upp till 200~400 W/(m・K). De kan snabbt transportera värmen som genereras av LED-chipar under drift, förhindra ljussvagning och brinn ut på grund av överhettning, och därigenom avsevärt förlänga livslängden på LED-belysning. . Vissa högpresterande keramiska belysnings-PCB:ar kan också anpassas till värmeavledningskraven i extremt högeffektbelysningscenario.

Anpassning till de strukturella och funktionella kraven för belysningsutrustning

• Flexibel form: Kan anpassas till ring, båge, flexibel eller oregelbunden styv platta enligt lampans design, vilket gör att den passar installationsutrymmet för olika lampor som glödlampor, spotlights och gatlyktor;

• Integrerade funktioner: Stöder integrering av LED-drivkrets, styrkrets och ljuskällskrets på samma PCB, vilket förenklar lampan inre struktur och minskar monteringsvanskligheter;

• Paketkompatibilitet: Anpassar sig till olika LED-förpakkningsformer som SMD och DIP, vilket uppfyller kraven på ljuskällsmontering för olika belysningsprodukter.

Hög temperaturmotstånd och miljöpålitlighet

Tillverkad med temperaturbeständiga substrat och lödlackstint, kan den tåla temperaturområdet för LED-drift under en längre tid (-20–85 °C), och vissa särskilda belysnings-PCB:er kan till och med anpassas till extrema miljöer på -40–125 °C utan att substratet deformeras, kretsen åldras eller lödlacket lossnar på grund av hög temperatur; samtidigt har den goda egenskaper mot fukt och korrosion, och är lämplig för olika inomhus- och utomhusbelysning scenarier.

Stabil elektrisk prestanda minskar risken för fel

Optimerad kretskortslayout minskar påverkan av elektromagnetisk störning på LED:s ljusstabilitet; högeffektbelysnings-PCB använder bredad kopparfolie och tjockkoppardesign för att minska ledningsresistansen, undvika spänningsfall eller överhettning av ledningen vid överföring av hög ström, och säkerställa ljusstyrkestabilitet och elektrisk säkerhet i belysningsutrustningen.

Balans mellan kostnad och prestanda

För civila belysningsapplikationer kan den kostnadseffektiva FR-4-belysningskretskortet användas för att möta behoven hos lågprestanda LED-lampor; för medelstora och högprestanda applikationer används aluminiumbaserade kretskort för att uppnå effektiv värmeavledning till en måttlig kostnad, vilket balanserar prestanda och ekonomi; standardiserade produktionsprocesser minskar kostnaderna för massproduktion och underlättar underhåll och utbyte, vilket ytterligare förbättrar den totala kostnadseffektiviteten. måttlig kostnad, balanserar prestanda och ekonomi; standardiserade produktionsprocesser minskar kostnaderna för massproduktion och underlättar underhåll och utbyte, vilket ytterligare förbättrar den totala kostnadseffektiviteten.

Uppfyller säkerhetsstandarder inom belysningsindustrin

Strikt efterlevnad av standarder för isolering och flamskydd för belysningsutrustning för att förhindra säkerhetsrisker som kortslutningar och eld, särskilt i kommersiella och industriella belysningsmiljöer, vilket möter höga säkerhetskrav krav.

Belysnings-PCB och LED-kretskort är inte helt oberoende begrepp; de har ett inkluderande förhållande, där det ena omfattas av det andra, samt en relation mellan allmänt och specifikt. De kärnskillnader och samband som finns kan tydligt urskiljas från dimensioner såsom definition, omfattning och egenskaper:

Kärndefinitioner och skillnader i omfattning

Belysnings-PCB

Detta är en allmän term för kretskort speciellt utformade för alla typer av belysningsutrustning, vilket täcker alla belysningstyper . Deras kärnfunktion är att tillhandahålla kretsanslutningar, komponentsupport och värmeavledningshantering för olika belysningssprodukter, anpassat till driftsegenskaperna hos olika ljuskällor.

Omfattning: Inkluderar kretskort för LED-belysning, lysrörsgeneratorer, glödlampsdimmning och andra kretskort för alla belysningsscenarier.

Led pcb

Detta är ett kretskort speciellt utformat för LED-ljuskällor och tillhör en underkategori av belysnings-PCB:ar. Det används endast i LED-belysningsutrustning (till exempel LED-lampor, spotlights, gatubelysning och lysrör) och måste anpassas till låg spänning, hög ström, och hög värmeutveckling hos LED:er.

Omfattning: Endast för LED-belysningsscenarier, det är en kärnkomponent i belysningskort (står för över 90 %, eftersom LED:er för närvarande är dominerande belysningskälla).

Relevans och praktisk tillämpning

Inkluderingsrelation: LED-PCB är den centrala underkategorin av belysnings-PCB. Eftersom LED-lampor ersätter traditionella ljuskällor utgör mer än 95 % av alla belysnings-PCB:er på marknaden idag LED-PCB:er. Därför används i vardagligt språkbruk "belysnings-PCB" ofta synonymt med "LED-PCB", men strikt sett har de olika omfattningar. men strikt sett har de olika omfattningar.

Designskillnader:

Traditionella belysnings-PCB:n: Kräver inte stark värmeavgivning; FR-4-substrat är tillräckligt. Fokus bör ligga på att optimera isoleringen av högspänningsdrivkretsen.

LED-PCB:er: Värmeavgivning måste prioriteras. Kretsarna måste anpassas till LED:ernas konstanta strömdriftsegenskaper för att undvika ljusförlust orsakad av strömfluktuationer.

Överlappande scenarier: Alla LED-kort tillhör kategorin belysningskort, men inte alla belysningskort är LED-kort.

Belysnings-PCB design måste balansera värmeavgivning, elektrisk prestanda, strukturell kompatibilitet och branschstandarder. De centrala utmaningarna ligger inom termisk hantering och elektromagnetisk kompatibilitet, med följande nyckelaspekter: Centrala designutmaningar

Termisk hanteringsutmaningar

• Utmaningar: LED-lampor och andra ljuskällor genererar koncentrerad värme under drift. Dålig värmeutledning kan leda till att ljuset förfaller snabbare, förkortas livslängden och till och med komponenternas utbränning. Traditionella FR4-substrat har dåliga värmeledningsförmåga, vilket kräver en balans mellan värmeförlust och kostnad i metallbaserade PCB-konstruktioner.

• Grundorsaker: Ljus-PCB har begränsad utrymme, vilket gör det svårt att ordna stora värmeavlägsnande strukturer. Olika ljuskällor har betydligt olika värmekaraktärer, vilket kräver en riktad optimering av värmen avlägsnande.

Elektromagnetiska störningar (EMI)

• Utmaningar: Drivkretsar har en tendens att generera elektromagnetisk strålning, vilket kan störa kontrollsignaler för belysningsutrustning eller omgivande elektroniska enheter. Dessutom måste belysnings-PCB:er uppfylla EMC certifieringskrav.

• Grundorsaker: Belysnings-PCB:er integrerar ofta strömförsörjning, styrning och ljuskälla, där hög- och lågspänningskretsar samexisterar, vilket gör elektromagnetisk koppling lätt. Den kompakta designen leder till korta avstånd mellan ledningar, vilket ökar risken för störningar.

Struktur och monteringskompatibilitet

• Utmaningar: Belysning har olika former (ringformad, böjd, extra tunn), vilket kräver att belysnings-PCB:er anpassas till dessa oregelbundna strukturer samtidigt som en kompakt komponentlayout säkerställs; belysnings-PCB:er för utomhusbruk måste också uppfylla vattentäta, dammtäta och vibrationsbeständiga krav.

• Rotorsak: Belysningsarmatur för civila/kommerciella ändamål har stränga krav på utseende och storlek, vilket kräver PCB-konstruktioner som balanserar elektrisk funktionalitet med mekanisk installation.

Elektrisk säkerhet och tillförlitlighet

• Utmaningar: Belysning-PCB innebär anslutning till nätspänning och lågspänningsljuskällor. Otillräcklig isolering mellan hög och låg spänning kan lätt leda till läckström och kortslutningar. Långvarig drift i hög temperatur/fuktiga miljöer kan orsaka kretsföråldring och lösning av lödningar.

• Grundorsaker: Belysningsutrustning används i komplexa scenarier med höga säkerhetskrav.

Viktiga designöverväganden: Val av substrat

• Lågeffektbelysning: FR-4-substrat används, och värmeavsvalning främjas genom att öka kopparytan;

• Medel- och hög-effektbelysning: aluminiumbaserat PCB föredras, och kopparbaserat eller keramiskt PCB används för extremt hög effekt;

• Justerbar belysning: hög värmeledande PI-substrat används, med aluminiumkylfläns i baksidan.

Kretskonstruktion och kopplingsdesign:

LED-kopplingarna använder en "värmeledande koppling" för att öka kontaktarean med substratet och snabbt ledas bort värme;

hög-effekt-kretsar använder bredare kopparfolie och tjockare koppar (2 oz och uppåt) för att minska resistansen och värmeutvecklingen;

stora ytor av kopparfolie undviks för att minska PCB-vridning orsakad av termisk stress.

Layoutoptimering:

Värmeutvecklande komponenter fördelas för att undvika värmekoncentration; drivarkrets och ljuskällkrets placeras separat för att förhindra att värme från drivar-IC överförs till LED:n.

Överväganden för elektromagnetisk kompatibilitet

Ledisolering:

Avståndet mellan hög- och lågspänningsledningar är ≥3 mm, och nätmatningsledningen och lågspänningsljuskällsledningen är isolerade genom en isoleringsfåra;

EMI-filter är tillagda vid ingångs/utgångsterminalerna i drivkretsen för att undertrycka elektromagnetisk strålning.

Jordningsdesign:

Enpunktsjordning används för att undvika att jordloopar bildas;

metallbasen i en metallbaserad PCB måste jordas för att förbättra skärmeffekten;

känsliga komponenter bör placeras nära den jordade kopparfolien för att minska störningar.

Kablageregler:

Höghastighetsledningar är korta och raka för att undvika krånglig routing;

strömlinjer och signallinjer korsas vinkelrätt för att minska elektromagnetisk koppling.