LED半导体光源的特点及相关热管理

这里Rth表示热阻，表征热流传输的阻力。单位为℃/W；

Po为热流，即单位时间传输的热量Po=Q (热量)/t (时间)，量纲与功率相同。

△T表示热流传输途中两点间的温差，即此两点间热阻上的温差。

在检测电子电路时我们常用万用表检测相关结点的电位和电位差即电压。而在检测热流传输时则可用点温计、热电偶及及红外热像仪来检测热流传输路径上相关节点的温度及温差。

在欧姆定律中，串联电路中电流处处相等，而热流传输则并不如此，在某些点会因为热阻过大而使热流传输受阻，使热量积聚。

用“热欧姆定律”可以检测和估算的有：

类似于电路分析中建立等效电路，在热流分析时亦可建立等效热流路径图。

检测和估算LED结温Tj；

判别相关结点间的散热效果，热阻大小；评估使用不同材质散热器时LED工作状态的优劣。

在热流分析时有几个重要的温度结点分别是：

芯片PN结的结点温度Tj ，应小于产品规定的额定值，以使其工作在安全范围内。

焊点温度Ts，即LED引出端与基座板焊盘处的温度。

散热器片与外环境界面温度Ta

要使热源LED产生的散出来，使结温Tj保持在合理安全的数值，以期获得器件允许的最大正向电流If得到最高的发光效果是关键所在。

分析实例

这里要介绍的三实例是：热流图的建立、计算某SMT封装结构(SMD型)LED的结温Tj，以及使用不同散片材料对LED性能影响的初步实验。

1．等效热流图

图1和图2分别为SMT封装(即SMD型)LED内部结构图和静态等效热路。

图1：SMD型LED内部结构图（点击图片查看原图）

图中箭头所指为热流传输路径。

图2：SMD型 LED静态等效热路图在此静态等效热路中，内部热阻由4部份串联而成，即内部热阻=芯片热阻+芯片键合(附着)热阻+引线框热阻+焊点热阻。外部热阻由特定应用条件所决定，如LED组装在PCB板上，则其外部热阻=焊盘热阻+PCB热阻。

Po为热流，Tj为结温，Ts为焊点温度，Ta为环境界面温度。

2. 结温检测及估算：