led燈珠散熱計算方法及公式-預覽頁
【正文】 Thermal Management Considerations for LEDs 2 2021/6/15 ？ 一、熱對 LED的影響 （ 1） LED的發(fā)光原理是電子與空穴經(jīng)過復合直接發(fā)出光子，過程中不需要熱量。輸入 LED的電能中，只有約 15%有效復合轉(zhuǎn)化為光，大部分（約 85%）因無效復合而轉(zhuǎn)化為熱。 (1) 光通量與溫度的關(guān)系 ① 光通量 Ф v與結(jié)溫 T j的關(guān)系 Ф v（ Tj2） =Ф v（ Tj1） e kΔ Tj 4 2021/6/15 不同材質(zhì)類別 LED 的溫度系數(shù) LED 材質(zhì)類別 溫度系數(shù) k A l I nG aP / G aA s 橙紅色 9. 52 10 3 A l I nG aP / G aA s 黃色 1. 1 1 10 2 A l I nG aP / G aP 高亮紅 9. 52 10 3 A l I nG aP / G aP 黃色 9. 52 10 2 AlInGaP類 LED光輸出與結(jié)溫關(guān)系圖 相對光輸出 Tj（ ℃ ） 橙紅色 黃色 紅色 InGaN類 LED光輸出與結(jié)溫關(guān)系圖 相對光輸出 綠色 藍綠色 藍色 白色 深藍色 Tj（ ℃ ） 5 2021/6/15 ② 光通量與環(huán)境溫度的關(guān)系 Ta（ ℃ ） 相對光通量 橙紅色 黃色 ?Ta=100℃ 時， LED的光通量將下降至室溫時的一半左右。 (5)熱對 LED出光通道的影響 ?加速出光通道物質(zhì)的老化； ?降低通道物質(zhì)的透光率； ?改變出光通道物質(zhì)的折射率，影響光線的空間分布； ?嚴重時改變出光通道結(jié)構(gòu)。 Pd= If j a b s Rthjs Rthsb Rthba j s b Rthja= Rthjs+ Rthsb+ Rthba 15 2021/6/15 Tj Ts Rthjs Rthsb LED陣列熱阻的計算模型 Tb Ta Rthba 集成 LED（假定熱阻一致）陣列熱阻利用并聯(lián)阻抗模型計算： 陣列總 Rth jb = 單個 LED R th jbN 16 2021/6/15 1W大功率 LED的熱阻計算 以 Emitter（ 1mm 1mm芯片）為例，只考慮主導熱通道的影響，從理論上計算 PN結(jié)到熱沉的熱阻 Rthjs。禁帶寬度通常隨溫度的升高而降低，且在室溫以上隨溫度的變化具有良好的線性關(guān)系。 25 2021/6/15 （ 3） 數(shù)據(jù)處理 3. LED的波長隨結(jié)溫的變化也有良好的線性關(guān)系： Δλ = kΔ Tj，可以用類似的手段通過波長漂移法測量熱阻，但難度較電壓法稍大。 （ 2）熱阻測量法 Tj= Ta+RthjaPd 27 2021/6/15 Tjmax： （ 常見大功率 LED的最大額定結(jié)溫 ： 120℃ ； Luxeon K2： 185℃ ） （ 1）應用中的環(huán)境溫度 Ta應低于最大環(huán)境溫度 Tamax Tamax= TjmaxRthjaPd （ 2）為保證 LED在使用中結(jié)溫不超出 Tjmax，在不同的環(huán)境溫度（ Ta）下， 計算并確保輸入電流不超出Ifmax： Ifmax=TjmaxTamax RthjaVf 為確保 LED工作的可靠性，在應用中 LED的結(jié)溫應盡可能低于最大額定結(jié)溫 Tjmax。 ?長度（ L）越短越好； ?面積（ S）越大越好； ?環(huán)節(jié)越少越好； ?消除通道上的熱傳
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