LED半導(dǎo)體光源的特點(diǎn)及相關(guān)熱管理

這里Rth表示熱阻，表征熱流傳輸?shù)淖枇Α挝粸椤?W；

Po為熱流，即單位時(shí)間傳輸?shù)臒崃縋o=Q (熱量)/t (時(shí)間)，量綱與功率相同。

△T表示熱流傳輸途中兩點(diǎn)間的溫差，即此兩點(diǎn)間熱阻上的溫差。

在檢測(cè)電子電路時(shí)我們常用萬(wàn)用表檢測(cè)相關(guān)結(jié)點(diǎn)的電位和電位差即電壓。而在檢測(cè)熱流傳輸時(shí)則可用點(diǎn)溫計(jì)、熱電偶及及紅外熱像儀來(lái)檢測(cè)熱流傳輸路徑上相關(guān)節(jié)點(diǎn)的溫度及溫差。

在歐姆定律中，串聯(lián)電路中電流處處相等，而熱流傳輸則并不如此，在某些點(diǎn)會(huì)因?yàn)闊嶙柽^(guò)大而使熱流傳輸受阻，使熱量積聚。

用“熱歐姆定律”可以檢測(cè)和估算的有：

類似于電路分析中建立等效電路，在熱流分析時(shí)亦可建立等效熱流路徑圖。

檢測(cè)和估算LED結(jié)溫Tj；

判別相關(guān)結(jié)點(diǎn)間的散熱效果，熱阻大小；評(píng)估使用不同材質(zhì)散熱器時(shí)LED工作狀態(tài)的優(yōu)劣。

在熱流分析時(shí)有幾個(gè)重要的溫度結(jié)點(diǎn)分別是：

芯片PN結(jié)的結(jié)點(diǎn)溫度Tj ，應(yīng)小于產(chǎn)品規(guī)定的額定值，以使其工作在安全范圍內(nèi)。

焊點(diǎn)溫度Ts，即LED引出端與基座板焊盤處的溫度。

散熱器片與外環(huán)境界面溫度Ta

要使熱源LED產(chǎn)生的散出來(lái)，使結(jié)溫Tj保持在合理安全的數(shù)值，以期獲得器件允許的最大正向電流If得到最高的發(fā)光效果是關(guān)鍵所在。

分析實(shí)例

這里要介紹的三實(shí)例是：熱流圖的建立、計(jì)算某SMT封裝結(jié)構(gòu)(SMD型)LED的結(jié)溫Tj，以及使用不同散片材料對(duì)LED性能影響的初步實(shí)驗(yàn)。

1．等效熱流圖

圖1和圖2分別為SMT封裝(即SMD型)LED內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和靜態(tài)等效熱路。

圖1：SMD型LED內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（點(diǎn)擊圖片查看原圖）

圖中箭頭所指為熱流傳輸路徑。

圖2：SMD型 LED靜態(tài)等效熱路圖在此靜態(tài)等效熱路中，內(nèi)部熱阻由4部份串聯(lián)而成，即內(nèi)部熱阻=芯片熱阻+芯片鍵合(附著)熱阻+引線框熱阻+焊點(diǎn)熱阻。外部熱阻由特定應(yīng)用條件所決定，如LED組裝在PCB板上，則其外部熱阻=焊盤熱阻+PCB熱阻。

Po為熱流，Tj為結(jié)溫，Ts為焊點(diǎn)溫度，Ta為環(huán)境界面溫度。

2. 結(jié)溫檢測(cè)及估算：