LED半導體光源的特點(diǎn)及相關(guān)熱管理

這里Rth表示熱阻，表征熱流傳輸的阻力。單位為℃/W；

Po為熱流，即單位時(shí)間傳輸的熱量Po=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。

在檢測電子電路時(shí)我們常用萬(wàn)用表檢測相關(guān)結點(diǎn)的電位和電位差即電壓。而在檢測熱流傳輸時(shí)則可用點(diǎn)溫計、熱電偶及及紅外熱像儀來(lái)檢測熱流傳輸路徑上相關(guān)節點(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 )因為熱阻過(guò)大而使熱流傳輸受阻，使熱量積聚。

用“熱歐姆定律”可以檢測和估算的有：

類(lèi)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。

檢測和估算LED結溫Tj；

判別相關(guān)結點(diǎn)間的散熱效果，熱阻大??；評估使用不同材質(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)重要的溫度結點(diǎn)分別是：

芯片PN結的結點(diǎn)溫度Tj ，應小于產(chǎn)品規定的額定值，以使其工作在安全范圍內。

焊點(diǎn)溫度Ts，即LED引出端與基座板焊盤(pán)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)，使結溫Tj保持在合理安全的數值，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、計算某SMT封裝結構(SMD型)LED的結溫Tj，以及使用不同散片材料對LED性能影響的初步實(shí)驗。

1．等效熱流圖

圖1和圖2分別為SMT封裝(即SMD型)LED內部結構圖和靜態(tài)等效熱路。

圖1：SMD型LED內部結構圖（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，內部熱阻由4部份串聯(lián)而成，即內部熱阻=芯片熱阻+芯片鍵合(附著(zhù))熱阻+引線(xiàn)框熱阻+焊點(diǎn)熱阻。外部熱阻由特定應用條件所決定，如LED組裝在PCB板上，則其外部熱阻=焊盤(pán)熱阻+PCB熱阻。

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

2. 結溫檢測及估算：