最佳热管理方法助力优化汽车LED照明系统

时间:2013-09-30来源:网络
关部件)(图2)的帮助下,便可得出结构函数(图3)。

  最佳热管理方法助力优化汽车LED照明系统

  图2:Mentor Graphics的T3Ster热瞬态测试仪可记录短短1微秒(1x10-6秒)之后LED的瞬态响应,温度分辨率为0.01℃。

  图3:通过瞬态响应,我们可自动确定LED套件样本的结构函数。这一R/C模式可直接用于热模拟软件。

  图3:通过瞬态响应,我们可自动确定LED套件样本的结构函数。这一R/C模式可直接用于热模拟软件。

  2010年11月,电子器件工程联合委员会(Joint Electron Devices Engineering Council,简称JEDEC)发布了利用双热界面方法进行结壳热阻(RthJC)测量的标准JESD51-14。该标准要求进行两次测量:即在没有额外层和有额外层的情况下分别测量,偏差位置能够反应一个元件的热阻。这个方法适用于带有裸露冷却表面和一维热流路径的功率半导体元件。这种情况对功率发光二极管也有效。

  图3所示的结构函数让我们得以确定热阻结壳(RthJC),这对于精确的热仿真来说非常重要。结构函数不仅能够帮助确定热阻,还能用来比较不同的发光二级管、焊料/粘结剂质量、瑕疵及瑕疵位置、不同PCB/MCPCB类型的冷却效率及其温度依存性。晶粒与周围环境之间的一切都可以在结构函数中看到,因瑕疵和老化而导致的变化也可以通过与正常或理想装配的比较而看出来。

辐射分析

  热分析对于了解发光二级管的缺陷至关重要,可用来获得热阻信息以及测试合适的粘结剂或热界面材料来确保装配后的最佳热管理能力。但用来给发光二级管供电的总电力被转化为热和光。因此,如图4所示,为了正确进行热分析,发光二级管产生的光功率应从供给电力中减去,从而得出真正的内部热阻Rth-real(完全基于发光二级管的热功率)。

  图4:热瞬态测试原理图,在进行LED测量时考虑了光功率。

  图4:热瞬态测试原理图,在进行LED测量时考虑了光功率。

  这里的Rth和Rth-real分别是通用半导体和固态照明组件的热阻(单位:开尔文/瓦);ΔT代表两种定态(热和冷)之间的温度差(单位:开尔文[K]);Pheat和ΔP分别代表用于加热组件的实际功率和驱动组件的功率与测量它的小功率之间的功率差(单位:瓦[W]);Pel代表驱动组件的电力功率;Popt代表SSL组件发出的光功率。

  不考虑光功率,发光二级管的结构函数将随着不同的接面温度和驱动电流而改变,因为光通量取决于这些参数,如图1所示。

  通过明导的TERALED/T3Ster测试硬件,也可以从测量中导出参数,如总光通量、总辐射通量、X、Y和Z三色值,同时还可以完成一份频谱分析。通过一种单一的综合测量方法,可能会测出二极管特性、光功率、辐射效率、光通量、发光效率、暗视觉通量和色坐标对电流和温度的依赖性,并将其显示为LED的驱动电流、接面温度(Tj)或冷板温度的一个函数(见图5)。

  图5:光度与辐射测量示例。

  图5:光度与辐射测量示例。

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关键词: 热管理 助力优化 LED照明

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