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    深圳市濤源光電有限公司

    LED 的散熱設計科譜-UV LED濤源光電




    1. LED散熱設計的目的
    在設計使用LED 的產品時, 必須注意可能產生的熱量
    LED 可使用的溫度由結溫(Tj)來定義, 如結溫Tj 高于最大值的話,可能會導致顯著的亮度衰減, 或甚至引致其
    他故障(例如由于斷線而造成死燈等),故此請勿在超過結溫Tj 最大值的情況下使用。
    另外,盡可能降低結溫可以延長產品的壽命。
    基于以上原因,在使用LED 時,散熱設計是非常重要的。
    本指引將介紹有關LED 在散熱設計上的一些思路。
    2. 有關LED 熱量的流向
    有關LED 所產生的熱量, 其流向可以用圖1 來說明。
    芯片的熱會經由固晶,電極,焊接部位的錫,以及電路板等傳到周邊的空氣。
    從LED 芯片發出的熱以熱阻(℃/W)來表示,,以下兩條為計算結溫Tj 的公式。
    使用從LED 芯片到周邊空氣的熱阻Rthj-a 時:
     
    Tj = Ta + Rthj-a × W ① 
    ?Ta:環境溫度(℃) 
    ?Rthj-a:LED 芯片到周邊空氣的熱阻(℃/W) 
    ?W:輸入功率(=IF×VF)(W) 
     (※IF:順電流(A)、VF:順電圧(V))
     
     (2)使用從LED 芯片到負極焊腳位的熱阻Rthj-s 時:
     
    Tj = Ts + Rthj-s × W ② 
    ?Ts:負極焊腳位的溫度(℃) 
    ?Rthj-s:由LED 芯片到Ts 測試點的熱阻(℃/W) 
    ?W:輸入功率(=IF×VF)(W) 
    (※IF:順電流(A)、VF:順電圧(V))
    3. Tj 的計算方法
    (要計算結溫Tj,的方法分為兩類 (A) 測量Ts 溫度并以其計算出Tj ;(B) VF 測定法。 以下將作詳細說明。
     
     (A)測量Ts 溫度計算出Tj 
    (1)如圖3所示將LED的Ts測溫點(負極)與熱電偶連接并點燈, 然后測量當到達熱平衡狀態時的Ts, If, Vf值。
    ※各產品的Ts 測溫點及熱阻Rthj-s并不一樣。詳細請參閱本公司有關產品的規格書。
    為使熱電偶對釋放熱量的影響減到最少, 請盡量使用較細的熱電偶。 
    并建議以焊錫將熱電偶接到測溫點上。
    4.LED有關散熱設計 
    產品設計上,提高散熱能力(將整體熱阻減低,
    能有效降低工作時結溫Tj。
    設計時可參考以下幾項建議。
    (A)電路板材質的選擇
    (B)優化電路板上的銅箔面積
    (C)優化LED 的配置方式(LED 間距) 
    (D)使用散熱片
     以下就各項目作詳細說明。
    (A)電路板材質的選擇
    電路板種類繁多, 好圖6 所示, 大約分為樹脂,, 金屬 或陶瓷幾類。
    (D)使用散熱片
    于電路板背面加上散熱片能提高散熱效果。
    以下表3 有安裝散熱片與否的對照測試結果。
    從這測試結果亦指出因為有散熱片,令Rthj-a,Tj 也降低,. 
    另外,于底板與散熱片之間的接合位置, 加入傳熱能力高的雙面貼, 散熱片, 又或是散熱膏能使其散熱效果
    更佳.。 圖11 為散熱片接合方法的例子。
    5. 總結
    希望憑借本指引所介紹的散熱設計案例,能為各位在產品設計上,更有效地發揮LED 的效能,提高可靠性,
    生產出性能更穏定的產品。

                                                           UVTaoYuan
     


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