LED散热设计与计算公式
已发(修改)艾比森告诉您LED显示屏散热量的计算
艾比森告诉您LED显示屏散热量的计算我们知道LED显示屏怕热、怕水,热对LED显示屏性能的影响是致命的,直接影响显示屏使用过程的稳定性以及显示屏的使用寿命。
因此,为了减少热量对显示屏的影响,我们需要清楚显示屏的散热特点,进而对显示屏做出合理的散热设计。
针对LED显示屏的散热量,本文进行了推导演算,以期对LED显示屏的研发设计以及LED显示屏的工程安装能起一定的借鉴作用。
一、LED显示屏散热量的计算1、条件设定设,LED显示屏的像素间距为P(单位mm),LED显示屏的面积为S(单位m2),LED屏的亮度为L屏(单位cd/m2),LED显示屏的输入功率为W屏(单位W)。
设,所用RGB灯珠的光强分别为IR 、IG和IB(单位cd),对应的输入功率为WR 、WG和WB(单位W)。
2、RGB组成的像素点的光辐射功率计算计算每一个像素点,在白平衡时能产生的光辐射功率,计算可以如下:因为在显示屏白平衡时,RLED、GLED和BLED的强度比约为3:6:1,因此对于亮度为L屏(单位cd/m2)的显示屏在白屏的情况下,每个像素点的光强度I 像素=L屏(cd/m2)÷点数/m2÷η(η为光的系统损耗度,一般可取0.9左右);则R、G、B所占的光强值分别为:则LED显示屏要达到亮度为L屏的白平衡时,R、G、BLED灯的输入电功率可近似为:设上述R、G、BLED灯珠芯片的电光转换效率分别为ηr 、ηg和ηb(电光转换效率LED芯片将电能转变为光能的效率)。
则上述每像素RGBLED辐射的光功率为:每像素RGBLED产生的热功率为:3、整块LED显示屏光的总辐射功率的计算由于显示屏的像素点个数=显示屏的面积/像素间距的平方=所以,LED显示屏辐射的光功率:=显示屏像素点个数×每个像素点产生的光功率=W屏 LED 光LED显示屏LED灯产生的热功率:=显示屏像素点个数×每个像素点产生的热功率W屏 LED 热4、LED显示屏产生的热功率LED显示屏产生的热量除来源于LED灯产生的热外,还包括了电子电路、驱动系统等产生的热,整个LED显示屏产生的热量的计算可参照以下2个方式。
LED热阻计算方法
LED热阻计算方法LED的正常工作需要一定的条件,例如合适的电流、电压和温度。
当LED工作时,会产生热量,如果热量无法及时散出,会导致LED芯片温度升高,影响其寿命和性能。
1. 确定LED芯片的参数:首先需要知道LED芯片的最大功率Pd(一般通过LED芯片的规格书可以找到),以及工作时的最高结温Tj_max。
2.计算LED芯片的热阻:LED芯片的热阻可以通过以下公式来计算:Rth(j-c) = (Tj_max - Ta) / Pd其中,Rth(j-c)为LED芯片的热阻,Tj_max为最高结温,Ta为环境温度,Pd为最大功率。
例如,如果LED芯片的最高结温Tj_max为100°C,环境温度Ta为25°C,最大功率Pd为1W,则可以计算得到:Rth(j-c) = (100 - 25) / 1 = 75 °C/W3. 确定散热器的参数:接下来需要确定散热器的热阻Rth(c-a),这是散热器的特性参数,可以通过散热器的规格书或测试得到。
4. 计算总热阻:将LED芯片的热阻和散热器的热阻相加,即可得到总热阻Rth(j-a):Rth(j-a) = Rth(j-c) + Rth(c-a)例如,如果LED芯片的热阻Rth(j-c)为75 °C/W,散热器的热阻Rth(c-a)为10 °C/W,则可以计算得到:Rth(j-a) = 75 + 10 = 85 °C/W总热阻越小,表示散热效果越好,LED芯片的温度升高会更低。
5. 判断散热效果:最后,可以通过比较总热阻Rth(j-a)和LED芯片的允许最高结温Tj_max,判断散热效果是否合格。
如果总热阻小于Tj_max,说明散热效果良好;反之,可能需要进行散热设计的改进,以确保LED的正常工作。
需要注意的是,以上计算方法是一个简化的计算模型,实际散热设计可能还需要考虑其他因素,如散热器材料的导热性能、附加散热装置的影响等。
LED灯珠散热计算方法及公式.
2019/6/25
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Ifmax(mA)
电流降级曲线
小功率LED
Ta(℃)
实际数据
1
外推数据
实际数据
外推数据
实际数据
外推数据
2019/6/25
测试时间(小时) 10
二、LED的热工模型
1. LED热量的来源
•输入的电能中(约85%)因无效复合而产生的热量;
•来自工作环境的热量。
2. LED的热工模型
•LED芯片很微小,其热容可忽略;
•输入电能中大部分(约85%)转化为热量,一般计 算中忽略转化为光的部分能量(约15%),假设所有 的电能都转变成了热;
绿色
+0.04
+0.05
nm/℃
蓝绿色
+0.04
+0.05
nm/℃
蓝色
+0.04
+0.05
nm/℃
白光LED色温—结温飘移曲线
CCT (K)
白色
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Tj(℃) 6
(3)正向压降Vf结温Tj的关系 Vf(Tj2)= Vf(Tj1)+kΔ Tj
k=Δ Vf/Δ Tj :正向压降随结温变化的系数,通常取-2.0mV/℃.
环氧树脂热膨胀系数随温度变化曲线
Hale Waihona Puke 2019/6/259
(7)热对LED寿命的影响
不同温度下AlInGaP Power LED老化测试结果
相 对 光 输 出
实际数据 外推数据 实际数据 外推数据 实际数据 外推数据
测试时间(小时)
LED灯具散热图模拟计算方案
LED灯具散热图模拟计算方案LED的光电转换效率极差,只有10 %~20 %的电能转化为光输出,其余的转化为热能。
因此,当使用多颗LED 组装成一个模组,极差的转换效率将会带来散热问题,热量使大功率LED 的温度上升,从而导致工作电压减小,光强减小,光波长变长,严重缩短LED 的寿命,加速其光衰。
散热设计:路灯散热路径:LED芯片->散热基板->翅片->空气。
(1)路灯散热设计的散热方式:因路灯具是夜间使用、散热面位于正上面以及体型受限制较小等有利于空气自然对流散热的优点,且结构要求简单实用,所以散热方式选用自然空气对流散热。
(2)散热基板选用PCB板,导热系数为27.6w/m·k。
基板的导热系数很高,能快速的将热量从LED芯片导出,从而降低路灯的温度。
(3)装翅片,选用铝材料,高8mm,厚4mm(如果太厚会增加路灯的重量,影响路灯的使用寿命),间隔距离为10mm。
因路灯散热面在灯具的上面,所以,散热翅片平行道路排列,以便于散热翅片间空气的流动。
用Icepak仿真软件进行散热图的模拟计算分析1.建模选取灯具的一部分建模,参数为:0.125m*0.125m*0.08m,面上有30个LED,每个LED的功率为1W,LED封装的罩子和基板选用PCB(覆铜铝基板),导热系数为27.6w/m·k,翅片材料为纯铝压铸件(软件默认翅片材料)。
整体模型如图8-1。
图8-1灯具模型2. 对模型进行散热模拟计算分析(1)气流的速度向量图:如图8-2、图8-3分别是位置为无翅片散热和带翅片散热气流速度向量图,图中可以看出整体的气流是做上升运动。
冷空气从灯具边缘往中间流动,与翅片上的热量进行交换,带走翅片上的热量。
气流在灯具附近的速度很低,然后吸收高温灯具的热量,气流受热速度逐渐增大,慢慢向灯具上方流动,同时周围环境空气不断向灯具涌动,与灯具和中间的热空气产生热交换,带走了更多的热量,气流越往上流动,速度越大,温度越低,最后和环境温度达到热平衡。
led散热器技术参数
led散热器技术参数LED散热器技术参数随着LED技术的快速发展,LED灯具在照明行业中得到了广泛的应用。
然而,由于LED本身在工作过程中会产生大量的热量,如果不能有效散热,会导致LED的寿命缩短甚至出现故障。
因此,LED散热器成为了LED灯具设计中非常重要的一个组成部分。
本文将从散热器的材质、结构、尺寸和散热性能等方面,对LED散热器的技术参数进行详细介绍。
一、材质LED散热器常用的材质包括铝、铜和陶瓷等。
铝具有优良的导热性能和轻质的特点,能够快速将LED产生的热量传导到散热器表面,并且具有较好的散热效果。
铜的导热性能更好,但相对较重,适用于一些有特殊散热要求的LED灯具。
陶瓷散热器由于其特殊的材质和结构,具有良好的隔热性能和导热性能,能够有效地将热量从LED传导到散热器表面,并通过辐射和对流的方式散热。
二、结构LED散热器的结构通常由散热板和散热片组成。
散热板是散热器的基座,用于与LED灯珠接触,将其产生的热量传导到散热片上。
散热片通过增加表面积,提高热量的散发效率。
此外,散热器还可以通过风扇或风道来增强散热效果,提高散热器的整体散热性能。
三、尺寸LED散热器的尺寸对其散热性能有着重要的影响。
散热器的尺寸越大,表面积越大,散热效果也就越好。
然而,尺寸过大会增加LED 灯具的体积和重量,不利于应用。
因此,在设计LED散热器时,需要根据实际需求合理选择尺寸,以在满足散热要求的同时,尽量减小体积和重量。
四、散热性能LED散热器的散热性能通常通过热阻来衡量,单位为摄氏度每瓦特(℃/W)。
热阻越小,代表散热器具有更好的散热性能。
热阻的计算公式为:热阻 = (散热器表面温度 - 环境温度) / 散热功率。
在实际应用中,为了保证LED的工作温度不超过规定范围,需要根据LED的功率和工作环境的温度等因素,选择合适的散热器,并计算其热阻是否满足要求。
LED散热器的技术参数包括材质、结构、尺寸和散热性能等方面。
LED灯具散热知识-非常有用
LED灯具散热知识-⾮常有⽤在普通的数字电路设计中,我们很少考虑到集成电路的散热,因为低速芯⽚的功耗⼀般很⼩,在正常的⾃然散热条件下,芯⽚的温升不会太⼤。
随着芯⽚速率的不断提⾼,单个芯⽚的功耗也逐渐变⼤,例如:Intel的奔腾CPU的功耗可达到25W。
当⾃然条件的散热已经不能使芯⽚的温升控制在要求的指标之下时,就需要使⽤适当的散热措施来加快芯⽚表⾯热的释放,使芯⽚⼯作在正常温度范围之内。
通常条件下,热量的传递包括三种⽅式:传导、对流和辐射。
传导是指直接接触的物体之间热量由温度⾼的⼀⽅向温度较低的⼀⽅的传递,对流是借助流体的流动传递热量,⽽辐射⽆需借助任何媒介,是发热体直接向周围空间释放热量。
在实际应⽤中,散热的措施有散热器和风扇两种⽅式或者⼆者的同时使⽤。
散热器通过和芯⽚表⾯的紧密接触使芯⽚的热量传导到散热器,散热器通常是⼀块带有很多叶⽚的热的良导体,它的充分扩展的表⾯使热的辐射⼤⼤增加,同时流通的空⽓也能带⾛更⼤的热能。
风扇的使⽤也分为两种形式,⼀种是直接安装在散热器表⾯,另⼀种是安装在机箱和机架上,提⾼整个空间的空⽓流速。
与电路计算中最基本的欧姆定律类似,散热的计算有⼀个最基本的公式:温差 = 热阻 × 功耗在使⽤散热器的情况下,散热器与周围空⽓之间的热释放的"阻⼒"称为热阻,散热器与空⽓之间"热流"的⼤⼩⽤芯⽚的功耗来代表,这样热流由散热器流向空⽓时由于热阻的存在,在散热器和空⽓之间就产⽣了⼀定的温差,就像电流流过电阻会产⽣电压降⼀样。
同样,℃。
选择散热器时,除了机散热器与芯⽚表⾯之间也会存在⼀定的热阻。
热阻的单位为/W械尺⼨的考虑之外,最重要的参数就是散热器的热阻。
热阻越⼩,散热器的散热能⼒越强。
下⾯举⼀个电路设计中热阻的计算的例⼦来说明:设计要求:芯⽚功耗: 20⽡芯⽚表⾯不能超过的最⾼温度: 85℃环境温度(最⾼): 55℃计算所需散热器的热阻。
LED_热_阻_计_算_方_法
LED 热阻计算方法随着LED超高亮度的出现及LED色彩的丰富,LED的应用也由最初的指示扩展到交通、大屏幕显示、汽车刹车灯、转向灯、工程建筑装饰灯、特种照明领域并正在向普通照明积极推进。
阻碍这一发展的最大敌害是LED的热量管理,因此从事热阻、结温、热参数匹配等问题的研究和改进具有深远的意义。
如何降低LED的热阻、结温,使PN结产生的热量能尽快的散发出去,不仅可提高产品的发光效率,提高产品的饱和电流,同时也提高了产品的可靠性和寿命。
据有关资料分析,大约70%的故障来自LED的温度过高,并且在负载为额定功率的一半的情况下温度每升高200C故障就上升一倍。
为了降低产品的热阻,首先封装材料的选择显得尤为重要,包括晶片、金线,硅胶、Epoxy、粘结胶等,各材料的热阻要低即要求导热性能好;其次结构设计要合理,各材料间的导热性能和膨胀系数要连续匹配。
避免导热通道中产生散热瓶颈或因封装物质的膨胀或收缩产生的形变应力,使欧姆接触、固晶界面的位移增大,造成LED开路和突然失效。
目前测量半导体器件工作温度及热阻的主要方法有:红外微象仪法,电压参数法,还有光谱法,光热阻扫描法及光功率法。
其中电压法测量LED热阻最常用。
一. LED热的产生、传导和疏散与传统光源一样,半导体发光二极管(LED)在工作期间也会产生热量,其多少取决于整体的发光效率。
在外加电能量作用下,电子和空穴的辐射复合发生电致发光,在P-N结附近辐射出来的光还需经过晶片(chip)本身的半导体介质和封装介质才能抵达外界(空气)。
综合电流注入效率、辐射发光量子效率、晶片外部光取出效率等,最终大概只有30-40%的输入电能转化为光能,其余60-70%的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。
而晶片温度的升高,则会增强非辐射复合,进一步消弱发光效率。
大功率LED一般都有超过1W的电输入功率,其产生的热量相当可观,解决散热问题乃当务之急。
通常来说,大功率LED照明光源需要解决的散热问题涉及以下几个环节:1. 晶片PN结到外延层;2. 外延层到封装基板;3. 封装基板到外部冷却装置再到空气。
LED灯具散热详细计算
LED灯具散热详细计算 吸顶式10LED灯具的LED散热计算 吸顶式10LED灯具原采用白炽灯为光源,因其光源寿命短,抗振性能差,灯具维护频繁,维护成本高。
为了 散热方案:将LED光学模块通过辐射和对流的方式对外散热。
具体方案是,将10个1W的LED光源用回流焊方 LED光源散热计算: LED的散热模型如下图所示2012-6-4 09:47:50 上传下载附件 (8.76 KB) 因LED光源用回流焊接到铝基板上,而该铝基板与黄铜壳体(散热器)通过螺钉紧固而连接。
热量通过传导方式 LED,其功率采用1W,查规格得知,从接合点到焊接点(Rth j-sp) 的热阻值为11°C/W,最高接合点温度为120 在LED 焊接点和散热片间的热阻值Rth sp-h 取决于包括表面抛光度、平整度、所施加的安装应力、接触面积 Tj = Ta + Ptotal (Rth j-sp + Rth sp-h + Rth h-a)+20 Rth h-a = (Tj- Ta-20 - Ptotal Rth j-sp- Ptotal Rth sp-h)/ Ptotal =(120-43-20 -0.96*11-0.96*1)/0.96 =45.48°C/W Rth h-a =1/ (hf *Af) 其中hf是自然冷却系数,取值范围5-16,按最差状态取5,Af是散热表面积 所以Af=1/(45.48*5)=0.004398m2=4398mm2,所需总面积为10*4398=43980mm2 测得3D表面积75100mm2,大于43980mm2,符合散热要求。
按现有外形结构不变的情况下,进行LED结温核算: T = Ta + Ptotal (Rth j-sp + Rth sp-h + Rth h-a) = 43+0.96*(11+1+1/(5*0.00751)) =43+0.96*(11+1+26.63) =80.1°C 由上计算可以看出, 1W LED光源可以符合散热要求。
LED灯珠散热计算方法及公式课件
AlInGaP类LED光输出与结温关系图 相 对 光 输 出
红色 橙红色 黄色
InGaN类LED光输出与结温关系图 相 对 光 输 出
绿色 蓝绿色 蓝色 白色 深蓝色
Tj(℃) 2018/10/26
Tj(℃) 4
②光通量与环境温度的关系
相 对 光 通 量
橙红色 黄色
Ta(℃)
•Ta=100℃时,LED的光通量将下降至室温时的一半左右。
•输入的电能中(约85%)因无效复合而产生的热量; •来自工作环境的热量。
2. LED的热工模型
•LED芯片很微小,其热容可忽略; •输入电能中大部分(约85%)转化为热量,一般计 算中忽略转化为光的部分能量(约15%),假设所有 的电能都转变成了热; •在LED工作热平衡后,
Tj= Ta+RthjaPd
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(6)热对LED电通道(欧姆接触/固晶界面)的影响
•引致封装物质的膨胀或收缩; •封装物质的膨胀或收缩产生的形变应力,使欧姆接 触/固晶界面的位移增大,造成LED开路和突然失效。
环氧树脂热膨胀系数随温度变化曲线
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(7)热对LED寿命的影响
不同温度下AlInGaP Power LED老化测试结果
白光LED色温—结温飘移曲线
CCT (K)
白色
Tj(℃)
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6
(3)正向压降Vf结温Tj的关系 Vf(Tj2)= Vf(Tj1)+kΔ Tj
k=Δ Vf/Δ Tj :正向压降随结温变化的系数,通常取-2.0mV/℃.
2018/10/26
7(4Leabharlann 热对发光效率η v的影响η v= Фv Pd = Фv If ·Vf
关于LED显示屏的散热量的计算
关于LED显示屏的散热量的计算【大比特导读】为了减少热量对显示屏的影响,我们需要清楚显示屏的散热特点,进而对显示屏做出合理的散热设计。
针对LED显示屏的散热量,本文进行了推导演算,以期对LED显示屏的研发设计以及LED显示屏的工程安装能起一定的借鉴作用。
我们知道LED显示屏怕热、怕水,热对LED显示屏性能的影响是致命的,直接影响显示屏使用过程的稳定性以及显示屏的使用寿命。
因此,为了减少热量对显示屏的影响,我们需要清楚显示屏的散热特点,进而对显示屏做出合理的散热设计。
针对LED显示屏的散热量,本文进行了推导演算,以期对LED显示屏的研发设计以及LED显示屏的工程安装能起一定的借鉴作用。
一、LED显示屏散热量的计算1、条件设定设,LED显示屏的像素间距为P(单位mm),LED显示屏的面积为S(单位m2),LED屏的亮度为L屏(单位cd/m2),LED显示屏的输入功率为W屏(单位W)。
设,所用RGB灯珠的光强分别为IR、IG和IB(单位cd),对应的输入功率为WR、WG和WB(单位W)。
2、RGB组成的像素点的光辐射功率计算计算每一个像素点,在白平衡时能产生的光辐射功率,计算可以如下:因为在显示屏白平衡时,RLED、GLED和BLED的强度比约为3:6:1,因此对于亮度为L屏(单位cd/m2)的显示屏在白屏的情况下,每个像素点的光强度I像素=L屏(cd/m2)÷点数/m2÷η(η为光的系统损耗度,一般可取0.9左右);则R、G、B所占的光强值分别为:则LED显示屏要达到亮度为L屏的白平衡时,R、G、BLED灯的输入电功率可近似为:设上述R、G、BLED灯珠芯片的电光转换效率分别为ηr、ηg和ηb(电光转换效率LED 芯片将电能转变为光能的效率)。
则上述每像素RGBLED辐射的光功率为:3、整块LED显示屏光的总辐射功率的计算由于显示屏的像素点个数=显示屏的面积/像素间距的平方=所以,LED显示屏辐射的光功率:W屏 LED 光=显示屏像素点个数×每个像素点产生的光功率=LED显示屏LED灯产生的热功率:W屏 LED 热=显示屏像素点个数×每个像素点产生的热功率4、LED显示屏产生的热功率LED显示屏产生的热量除来源于LED灯产生的热外,还包括了电子电路、驱动系统等产生的热,整个LED显示屏产生的热量的计算可参照以下2个方式。
LED计算公式
大功率LED的散热设计2008-01-15 10:00:41 作者:戴维德来源:浏览次数:494关键字:LED散热结构结温散热措施TJ散热面积关系曲线大功率允许温度正向压降大功率LED的散热设计近年来,大功率LED发展较快,在结构和性能上都有较大的改进,产量上升、价格下降;还开发出单颗功率为100W的超大功率白光LED。
与前几年相比较,在发光效率上有长足的进步。
例如,Edison公司前几年的20W白光LED,其光通量为700lm,发光效率为35lm/W。
2007年开发的100W白光LED,其光通量为6000lm,发光效率为60lm/W。
又例如,Lumiled公司最近开发的K2白光LED,与其Ⅰ、Ⅲ系列同类产品比较如表1所示。
从表中可以看出:K2白光LED在光通量、最大结温、热阻及外廓尺寸上都有较大的改进。
Cree公司新推出的XLamp XR~E冷白光LED,其最高亮度挡QS在350mA时光通量可达107~114lm。
这些性能良好的大功率LED给开发LED白光照明灯具创造了条件。
前几年,各种白光LED照明灯具主要是采用小功率Φ5白光LED来做的。
如1~5W的灯泡、15~20W的管灯及40~60W的路灯、投射灯等。
这些灯具使用了几十到几百个Φ5白光LED,生产工艺复杂、可靠性差、故障率高、外壳尺寸大,并且亮度不足。
为改进上述缺点,这几年逐步采用大功率白光LED来替代Φ5白光LED 来设计新型灯具。
例如,用18个2W的白光LED做成的街灯,若采用Φ5白光LED 则要几百个。
另外,用一个1.25W的K2系列白光LED,可做成光通量为65lm的强光手电筒,照射距离可达几十米。
若采用Φ5白光LED来做则是不可能的。
图1 结温TJ与相对出光率关系图用大功率LED做的灯具其价格比白炽灯、日光灯、节能灯要高得多,但它的节能效果及寿命比其他灯具也高的多。
如果在路灯系统及候机大厅、大型百货商场或超市、高级宾馆大堂等用电大户的公共场所全部采用LED灯具,其一次性投资较高,但长期的节电效果及经济性都是值得期待的。
LED散热计算公式详解.
大功率LED的散热问题:LED是个光电器件,其工作过程中只有15%~25%的电能转换成光能,其余的电能几乎都转换成热能,使LED的温度升高。
在大功率LED中,散热是个大问题。
例如,1个10W白光LED若其光电转换效率为20%,则有8W的电能转换成热能,若不加散热措施,则大功率LED的器芯温度会急速上升,当其结温(TJ)上升超过最大允许温度时(一般是150℃),大功率LED会因过热而损坏。
因此在大功率LED灯具设计中,最主要的设计工作就是散热设计。
另外,一般功率器件(如电源IC)的散热计算中,只要结温小于最大允许结温温度(一般是125℃)就可以了。
但在大功率LED散热设计中,其结温TJ要求比125℃低得多。
其原因是TJ对LED的出光率及寿命有较大影响:TJ越高会使LED的出光率越低,寿命越短。
K2系列白光LED的结温TJ与相对出光率的关系。
在TJ=25℃时,相对出光率为1;TJ=70℃时相对出光率降为0.9;TJ=115℃时,则降到0.8了。
:TJ=50℃时,寿命为90000小时;TJ=80℃时,寿命降到34000小时;TJ=115℃时,其寿命只有13300小时了。
TJ在散热设计中要提出最大允许结温值TJmax,实际的结温值TJ应小于或等于要求的TJmax,即TJ≤TJmax。
大功率LED的散热路径.大功率LED在结构设计上是十分重视散热的。
图2是Lumiled公司K2系列的内部结构、图3是NICHIA公司NCCW022的内部结构。
从这两图可以看出:在管芯下面有一个尺寸较大的金属散热垫,它能使管芯的热量通过散热垫传到外面去。
大功率LED是焊在印制板(PCB)上的,如图4所示。
散热垫的底面与PCB 的敷铜面焊在一起,以较大的敷铜层作散热面。
为提高散热效率,采用双层敷铜层的PCB,其正反面图形如图5所示。
这是一种最简单的散热结构。
热是从温度高处向温度低处散热。
大功率LED主要的散热路径是:管芯→散热垫→印制板敷铜层→印制板→环境空气。
大功率led散热的计算方法器
关于散热器选择的计算方法一,用于计算的参数定义:Rt─── 总内阻,℃/W;Rtj───器件的内热阻,℃/W;Rtc───器件与散热器界面间的界面热阻,℃/W;Rtf─── 散热器热阻,℃/W;Tj─── 发热源器件自有温度,℃;Tc───发热源器件表面壳温度,℃;Tf─── 散热器温度,℃;Ta─── 环境温度,℃;Pc───器件使用功率,W;ΔTfa ─── 散热器温升,℃;二,散热计算公式:Rtf =(Tj-Ta)/Pc - Rtj -Rtc式中:Rff(散热器热阻)是选择散热器的主要依据。
Tj 和Rtj 是发热源器件提供的参数(前述),Pc 是设计要求的参数,Rtc 可从热设计专业书籍中查表。
(1)计算总热阻Rt:Rt= (Tjmax-Ta)/Pc(2)计算散热器热阻Rtf 或温升ΔTfa:Rtf = Rt-Rtj-RtcΔTfa=Rtf×Pc(3)确定散热器按照散热器的工作条件(自然冷却或强迫风冷),根据Rtf 或ΔTfa 和Pc 选择散热器,查所选散热器的散热曲线(Rtf 曲线或ΔTfa 线),曲线上查出的值小于计算值时,就找到了合适的散热器。
对于型材散热器,当无法找到热阻曲线或温升曲线时,可以按以下方法确定:按上述公式求出散热器温升ΔTfa,然后计算散热器的综合换热系数α:α=7.2ψ1ψ2ψ3{√√ [(Tf-Ta)/20]}式中:ψ1─── 描写散热器L/b 对α的影响,(L 为散热器的长度,b 为两肋片的间距);ψ2─── 描写散热器h/b 对α的影响,(h 为散热器肋片的高度);ψ3─── 描写散热器宽度尺寸W 增加时对α的影响;√√ [(Tf-Ta)/20]───描写散热器表面最高温度对周围环境的温升对α的影响;以上参数可以查表得到。
计算两肋片间的表面所散的功率q0q0 =α×ΔTfa×(2h+b)×L根据单面带肋或双面带肋散热器的肋片数n,计算散热功率Pc′单面肋片:Pc′=nq0双面肋片:Pc′=2nq0若Pc′ >Pc 时则能满足要求。
led尺寸计算
led尺寸计算摘要:1.LED 尺寸计算的重要性2.LED 尺寸计算的方法3.LED 尺寸计算的实际应用4.LED 尺寸计算的注意事项正文:一、LED 尺寸计算的重要性LED(Light Emitting Diode,发光二极管)作为一种半导体器件,被广泛应用于显示屏、照明等领域。
在设计和生产LED 产品时,尺寸计算是一个关键环节。
合理的LED 尺寸计算可以为产品带来良好的性能、外观和稳定性。
二、LED 尺寸计算的方法1.芯片尺寸计算芯片尺寸计算主要包括芯片的长度、宽度和厚度。
通常,芯片尺寸的计算公式为:长度(L)= 电流密度(J)× 芯片长度(L0)宽度(W)= 电流密度(J)× 芯片宽度(W0)2.封装尺寸计算封装尺寸计算主要包括LED 封装的长度、宽度和高度。
通常,封装尺寸的计算公式为:长度(L)= 芯片长度(L0)+ 封装间距(S)宽度(W)= 芯片宽度(W0)+ 封装间距(S)高度(H)= 封装厚度(T)3.散热器尺寸计算散热器尺寸计算主要包括散热器的长度、宽度和高度。
通常,散热器尺寸的计算公式为:长度(L)= 芯片长度(L0)+ 散热器间距(S)宽度(W)= 芯片宽度(W0)+ 散热器间距(S)高度(H)= 散热器厚度(T)三、LED 尺寸计算的实际应用在实际应用中,LED 尺寸计算可以为产品设计提供重要依据。
例如,在LED 显示屏设计中,合理的尺寸计算可以确保显示屏具有良好的显示效果和稳定性;在LED 照明产品设计中,合理的尺寸计算可以提高照明效果和产品美观度。
四、LED 尺寸计算的注意事项1.在进行LED 尺寸计算时,要充分考虑产品的实际需求,确保尺寸合理。
2.计算过程中,要使用准确的参数和数据,以提高计算结果的准确性。
3.在设计过程中,要充分考虑散热、光学和结构等因素,以保证产品的性能和稳定性。
总之,LED 尺寸计算对于LED 产品的设计、生产和性能优化具有重要意义。
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三:热阻(表征阻止热量传递的能力的综合参量),单位℃/W,方程式中用 “R”或“θ”表示。 导热热阻:R=L/(KA),L为平板厚度;A为平板垂直于热流方向的截面积; K为平板材料的导热率。 对流换热热阻:R=1/(hA),h为对流换热系数,A 为换热面积; 辐射热阻: 1,对于两个物体表面的辐射:R=1/(A1F1-2)或1/(A2F2-1) 2,对于物体与环境大气的辐射:R=1/(hrA) 式中:A,A1,A2为物体互辐 射的表面积;F1-2和F2-1为辐射角系数;hr为辐射换热系数; 以上三种热阻 或综合热阻也可以用以下的公式定义: R12=(T1-T2)/Q(T1>T2) 式中: T1,T2为某两点位置的温度;Q为通过的1,2点的传导热速率,则R12为1,2点 件的热阻。虽然热阻单位不同但其值是等效的,例:1℃/W=1K/W 四:接触热阻,单位㎡*K/W,在公式中用Rc表示; 对于单位面积的交界面接触 热阻定义为:Rc=(T2A-T2B)/Q,其中,T2A,T2B为两交接面的表面温度,Q为 通过交接面的传热速率。 减少触热阻的措施: 1. 增加借组部分面积,增加 结合压力,减小结合面粗糙度,提高结合面的平面度, 2. 选择导热率达界面 流体,自然状态下界面空隙的流体多为空气,而空气的导热系数极低 (0.023W/m*k)而在界面涂上有较高的导热能力的物体 五:散热器的设计及选择; ①;定义热边界条件(系统总的热耗散功率Q,最大 工作的温度TA,元器最大允许工作温度TJ) ②;估算系统热阻Rja=(Tj-Ta)/Q ③;估算散热热阻Rba=(Tj-Ta)/Q-Rjb ④;设计/选择散热器(根据估算的Rba为 初始目标进行散热器的设计或从散热设备制造商提供的规格数据选择合适的 散热器)
LED 散热设计与计算公式
一:LED灯具热分析公式: Tj ≧Ta + ( Rthb-a × P )+( R thj-sp × Pled ) Rthb-a ≦(Tj - Ta-Rthj-sp * Pled )/P 式中: Tj---------LED理论结点温度,单位:℃ Ta----使用环境温度,单位:℃ Rthb-a----灯具散热部件总热阻, 单位:℃/W; Pled-----单颗LED功率,单位:W; P----LED总功率,单位:W R thj-sp----单颗LED热阻. 单位:℃/W; 二:散热计算公式: RJA=RJC+RCB+RBA RJA=(TJ-TA)/PD PD=VF×IF RJA=(TJ-TC)/PD+(TC-TA)/PD RJC=(TJ-TC)/PD RBA=(TC-TA)/PD TJ=RJC×PD+TC=RJC(IF×VF)+TC 式中:TJ是结温;TA是工作环境温度;TC是散热垫底部的温度; RJA是总热 阻;RJC是LED热阻;RCB敷铜层热阻;RBA是环境