最佳熱管理方法助力優(yōu)化汽車(chē)LED照明系統

　　圖2：Mentor Graphics的T3Ster熱瞬態(tài)測試儀可記錄短短1微秒（1x10-6秒）之后LED的瞬態(tài)響應，溫度分辨率為0.01℃。

　　圖3：通過(guò)瞬態(tài)響應，我們可自動(dòng)確定LED套件樣本的結構函數。這一R/C模式可直接用于熱模擬軟件。

　　2010年11月，電子器件工程聯(lián)合委員會(huì )（Joint Electron Devices Engineering Council，簡(jiǎn)稱(chēng)JEDEC）發(fā)布了利用雙熱界面方法進(jìn)行結殼熱阻（RthJC）測量的標準JESD51-14。該標準要求進(jìn)行兩次測量：即在沒(méi)有額外層和有額外層的情況下分別測量，偏差位置能夠反應一個(gè)元件的熱阻。這個(gè)方法適用于帶有裸露冷卻表面和一維熱流路徑的功率半導體元件。這種情況對功率發(fā)光二極管也有效。

　　圖3所示的結構函數讓我們得以確定熱阻結殼（RthJC），這對于精確的熱仿真來(lái)說(shuō)非常重要。結構函數不僅能夠幫助確定熱阻，還能用來(lái)比較不同的發(fā)光二級管、焊料/粘結劑質(zhì)量、瑕疵及瑕疵位置、不同PCB/MCPCB類(lèi)型的冷卻效率及其溫度依存性。晶粒與周?chē)h(huán)境之間的一切都可以在結構函數中看到，因瑕疵和老化而導致的變化也可以通過(guò)與正?；蚶硐胙b配的比較而看出來(lái)。

輻射分析

　　熱分析對于了解發(fā)光二級管的缺陷至關(guān)重要，可用來(lái)獲得熱阻信息以及測試合適的粘結劑或熱界面材料來(lái)確保裝配后的最佳熱管理能力。但用來(lái)給發(fā)光二級管供電的總電力被轉化為熱和光。因此，如圖4所示，為了正確進(jìn)行熱分析，發(fā)光二級管產(chǎn)生的光功率應從供給電力中減去，從而得出真正的內部熱阻Rth-real（完全基于發(fā)光二級管的熱功率）。

　　圖4：熱瞬態(tài)測試原理圖，在進(jìn)行LED測量時(shí)考慮了光功率。

　　這里的Rth和Rth-real分別是通用半導體和固態(tài)照明組件的熱阻（單位：開(kāi)爾文/瓦）；ΔT代表兩種定態(tài)（熱和冷）之間的溫度差（單位：開(kāi)爾文［K］）；Pheat和ΔP分別代表用于加熱組件的實(shí)際功率和驅動(dòng)組件的功率與測量它的小功率之間的功率差（單位：瓦［W］）；Pel代表驅動(dòng)組件的電力功率；Popt代表SSL組件發(fā)出的光功率。

　　不考慮光功率，發(fā)光二級管的結構函數將隨著(zhù)不同的接面溫度和驅動(dòng)電流而改變，因為光通量取決于這些參數，如圖1所示。

　　通過(guò)明導的TERALED/T3Ster測試硬件，也可以從測量中導出參數，如總光通量、總輻射通量、X、Y和Z三色值，同時(shí)還可以完成一份頻譜分析。通過(guò)一種單一的綜合測量方法，可能會(huì )測出二極管特性、光功率、輻射效率、光通量、發(fā)光效率、暗視覺(jué)通量和色坐標對電流和溫度的依賴(lài)性，并將其顯示為L(cháng)ED的驅動(dòng)電流、接面溫度（Tj）或冷板溫度的一個(gè)函數（見(jiàn)圖5）。

　　圖5：光度與輻射測量示例。