В этом посте рассматриваются некоторые аспекты по проектированию светодиодных модулей, касающиеся электрической прочности: выбор материала и топологии печатной платы..
Светодиодные модули должны обладать достаточной электрической прочностью. Электрическая прочность измеряет способность материала MCPCB противостоять электрическому пробою. Это регулируется стандартами. Требования стандартов (могут незначительно отличаться в зависимости от страны):
- рабочее напряжение до 42 В включительно – испытательное напряжение 500 В AC в течение одной минуты,
- рабочее напряжение от 42 до 1000 В – испытательное напряжение 2U+1000 В AC в течение одной минуты.
Обычно печатная плата для светодиодного модуля изготавливается из ламината с медным покрытием на основе алюминия (ACCL). И одним из факторов, влияющих на электрическую прочность светодиодных модулей, являются свойства диэлектрика в ACCL, рис. 1.
Типовое значение электрической прочности для диэлектрика ACCL составляет более 750 В/мил [1]. То есть типовое пробивное напряжение диэлектрика толщиной 100 мкм составляет > 3000 В переменного тока, что более чем превышает требования стандартов. Обратите особое внимание на выбор диэлектрика ACCL для MCPCB. Производители очень серьезно относятся к сохранению технологии производства диэлектрика в секрете. Не знаем почему, у нас это вызывает ассоциацию с Salt Bae, рис. 2.
Напряжение пробоя зависит от свойств диэлектрика ACCL. Но не забывайте о правилах проектирования печатных плат для светодиодных модулей. Необходимо обеспечить расстояние между медными площадками/проводниками и металлическим основанием (любой заземленной поверхностью) MCPCB, рис. 3:
- головки крепежа,
- внутренние поверхности пазов и отверстий,
- торец печатной платы по контуру.
На рисунке почти получился символ Олимпийских игр. Минимальное рекомендуемое расстояние составляет 3 мм, не менее 2 мм [2] или 5-7 мм [3], когда это возможно в соответствии со стандартами.
Существует соблазн уменьшить это расстояние из-за изолирующих свойств защитной паяльной маски (типичное значение 500 В постоянного тока). Но, во-первых, 500 В постоянного тока не соответствует большому расстоянию, а во-вторых, всегда могут быть дефекты в виде открытых участков паяльной маски вдоль медных проводников.
Пожалуйста, воспользуйтесь формой обратной связи для заказа светодиодных модулей или отправьте нам email (team@premalsys.com).
Команда PREMALSYS
ИСТОЧНИКИ
[1] CS-AL-88 AD2. Specification of Aluminum Based Copper-clad Laminate. Csem (Available for download at: http://www.csem.com.tw/en/products.php?id=3).
[2] LUXEON Illumination LEDs. Circuit Design and Layout Practices to Minimize Electrical Stress. Lumileds (Available for download at: https://www.lumileds.com/wp-content/uploads/files/AB06.pdf).
[3] «Electrical Over Stress – How to Prevent an LED Failing Earlier than Expected», LED Professional Review, No.66 August, 2018.