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更可靠、高效的LED热分析计算方法

发布时间:2017-11-05 11:54:53
  时至今日,白色LED的热分析仍旧是一门未完成的科学。大多数LED灯具和照明器制造商只能依赖于不充分、不准确或模糊的数据来确定LED设备在相关应用领域的性能,这往往可能导致其散热片设计过度工程化。   目前业内通常使用功率转换效率(WPE)方法来计算LED转换为光辐射所需的功率,以及LED实际所产生的热量。WPE的缺陷在于,同一产品类别中各个LED设备之间得出的结果差异甚大,使得灯具和照明器制造商很难对LED产品进行比较。而且,WPE通常也与操作环境有很大关系。我们将介绍一种简单明了、基于辐射发光效率(LER)的LED发热量计算方法。最先进、荧光转换型白色LED的LER一般都保持恒定,因此照明器设计商可利用此公式来快速估计LED设备所产生的热量。   LED与散热   在热模拟实验中,LED有时会被模拟成简单的电阻式加热器,所有将进入LED的电功率假定会转换成热量并反过来从照明器发散出去。但这一假设存在一个问题,那就是太过保守:高亮度荧光转换型白色LED一般会将30%的传入电功率转换为光,而宝蓝色LED的转换功率可大大超过50%。因此,高亮度LED发热所需的总功率通常低于进入LED的总电功率。 若这一降低的发热容量被不适当地纳入热模拟中,预期的照明器内部温度将过高,因而将需要采用更复杂、成本更高的散热片设计。这对于那些需要从小型PCB板和散热片发散特定热量(5W-10W)的应用尤其重要,例如改造型的LED灯泡。要评估灯具或照明器的累计热性能,设计商必须合理考虑传入电功率将分别转换为光和热的比例有多少。   如今LED行业常用的WPE方法被定义为LED总辐射功率与传入LED总电功率的比率。由于WPE取决于LED的标称通量和电压,且是实际驱动电流及连接温度的强函数,因此在同一个产品类别的不同LED设备之间得出结果差异较大。因而对于特定的LED产品类别而言,很难针对不同的驱动器条件、通量和电压BIN组合定义一个典型的WPE值。
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