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LED 的散热设计科谱-UV LED涛源光电




1. LED散热设计的目的
在设计使用LED 的产品时, 必须注意可能产生的热量
LED 可使用的温度由结温(Tj)来定义, 如结温Tj 高于最大值的话,可能会导致显著的亮度衰减, 或甚至引致其
他故障(例如由于断线而造成死灯等),故此请勿在超过结温Tj 最大值的情况下使用。
另外,尽可能降低结温可以延长产品的寿命。
基于以上原因,在使用LED 时,散热设计是非常重要的。
本指引将介绍有关LED 在散热设计上的一些思路。
2. 有关LED 热量的流向
有关LED 所产生的热量, 其流向可以用图1 来说明。
芯片的热会经由固晶,电极,焊接部位的锡,以及电路板等传到周边的空气。
从LED 芯片发出的热以热阻(℃/W)来表示,,以下两条为计算结温Tj 的公式。
使用从LED 芯片到周边空气的热阻Rthj-a 时:
 
Tj = Ta + Rthj-a × W ① 
・Ta:环境温度(℃) 
・Rthj-a:LED 芯片到周边空气的热阻(℃/W) 
・W:输入功率(=IF×VF)(W) 
 (※IF:顺电流(A)、VF:顺电圧(V))
 
 (2)使用从LED 芯片到负极焊脚位的热阻Rthj-s 时:
 
Tj = Ts + Rthj-s × W ② 
・Ts:负极焊脚位的温度(℃) 
・Rthj-s:由LED 芯片到Ts 测试点的热阻(℃/W) 
・W:输入功率(=IF×VF)(W) 
(※IF:顺电流(A)、VF:顺电圧(V))
3. Tj 的计算方法
(要计算结温Tj,的方法分为两类 (A) 测量Ts 温度并以其计算出Tj ;(B) VF 测定法。 以下将作详细说明。
 
 (A)测量Ts 温度计算出Tj 
(1)如图3所示将LED的Ts测温点(负极)与热电偶连接并点灯, 然后测量当到达热平衡状态时的Ts, If, Vf值。
※各产品的Ts 测温点及热阻Rthj-s并不一样。详细请参阅本公司有关产品的规格书。
为使热电偶对释放热量的影响减到最少, 请尽量使用较细的热电偶。 
并建议以焊锡将热电偶接到测温点上。
4.LED有关散热设计 
产品设计上,提高散热能力(将整体热阻减低,
能有效降低工作时结温Tj。
设计时可参考以下几项建议。
(A)电路板材质的选择
(B)优化电路板上的铜箔面积
(C)优化LED 的配置方式(LED 间距) 
(D)使用散热片
 以下就各项目作详细说明。
(A)电路板材质的选择
电路板种类繁多, 好图6 所示, 大约分为树脂,, 金属 或陶瓷几类。
(D)使用散热片
于电路板背面加上散热片能提高散热效果。
以下表3 有安装散热片与否的对照测试结果。
从这测试结果亦指出因为有散热片,令Rthj-a,Tj 也降低,. 
另外,于底板与散热片之间的接合位置, 加入传热能力高的双面贴, 散热片, 又或是散热膏能使其散热效果
更佳.。 图11 为散热片接合方法的例子。
5. 总结
希望凭借本指引所介绍的散热设计案例,能为各位在产品设计上,更有效地发挥LED 的效能,提高可靠性,
生产出性能更穏定的产品。

                                                       UVTaoYuan
 


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