led热学研究PPT课件
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path)中各个单个热阻之和。
JA
JS
SB
BA
JS
为芯片和芯片粘结剂到反射腔之间形成的热阻。
SB
为反射腔,环氧树脂到印刷板间的热阻。
BA
为印刷板和接触环境空气的热沉之间组JS 合的热阻
结温计算:
TJ TAP dJA
.
13
多元LED热阻
多元LED产品的热阻可
以采用并联热阻的模型
来确定. 1
1 1
.
9
流动空气环境热阻 JMA
♣固定在标准的热试验板上的芯片/管 壳组合在流动空气环境形成的热阻。
♣管壳顶上加热沉。 ♣可应用于测量计算在空气速度已知
的强迫对流环境的结温。
.
10
WT-100 Wind Tunnel
♣测量流动空气(强迫对流)环境
芯片/管壳组合( JMA)和管
壳/热沉组合的热阻。 ♣空气从底部抽进从顶部排出。
定义在某一给定时刻的热阻为瞬态 热阻抗,瞬态热阻抗反映了传热体 的热惯性在热量传递的瞬变过程中 对热阻的改变。
.
5
结-管壳热阻
PT T P T JC
J H
PfiJnCaPlTHJ
PTPifinnailTtPiianitlial
PH
H
PH
芯片耗散功率
TPinitial
T Pfin a l
热平衡初始管壳温度
♣测速仪数字显示0.5m/s—
5m/s空气速度。 ♣试验区截面:20.3x20.3cm2 。
♣ T型热电偶固定在试验区中心
边墙上。
.
11
LED热学模型
LED PN结内产生的热量从芯.片开始沿着下述热学通道传输: 12 PN结—反射腔—印刷板—空气(环境)
LED热学模型
总热阻可以表示为从结-环境这一热路(thermal
JX
KVF IH VH
K a K
b
18
测量校准方法
♣先使温度控制环境的初始温 度稳定在接近室温的低温 (Tlow)状态,测量正向电压 Vlow。
♣使温度增加到高温(Thigh), 稳定后测量Vhigh的数值。
K ThighTlow Vlow Vhigh
.
19
TCS-100 Temperature Calibration System
1
1
1
T_ o A t_ r a R r J l B a L T y ( o 1 ._ E ) A t_ a R r_ l R r a J J D BB yL E _ E D N m L _R i tJ B t( e N E r ) _ R D J 1 4B
C/mv
LED结温测量的电试验法
自然对流(静止空气) 热参数测量腔
.
8
自然对流(静止空气)热测量腔
♣ 在标准化静止空气(对流)环境测量芯片/管壳( JA)
组合和管壳/热沉( JHS)组合的热阻օ
♣ 腔内尺寸为1 ft3,它与外部环境热隔离。通过前面 门可进入腔内部,提起插销后可打开门,插销放置 在腔外面。当完全闩栓住的时候,装在门上密封 材料被些微地压紧确保外部气流不进入腔内。 为 测定腔内环境温度,把一个热电偶安装在后腔壁上 的塑料管内。它通常装备一个T型热电偶和超小型 联接器。
T_ o A t_ r a R r J l B a L y ( 1 E ) _ R J D B L( N E ) _ R D J B
R R R
J B
J S
S B
T_ o A 1 t_ r a R r J l B a L y ( 1 E ) 1 _ R J D B L( N E ) 1 _ R D J T B o _A tar_ lR r a J B yLE _E D N m _R i tJ B t
.
15
LED结温测量的电流电压波形
I M 选择至关重要。除取典 型值0.1,1.0,5.0,10.0毫 安外,可取伏安特性的 击穿点。
.
16
热阻测试波形
.
17
校准测量数据的冷却曲线
JX
KIHVVHF
K a K b .
被测器件撤除加热电流的 瞬间,结温立即下降,但 是电压测K量 a和K读数需要一 定时间,因此 b 所获得的测 量数据有误差。通常要作 出被测器件的冷却曲线从 而对测量数据进行修正。
源自文库
热平衡最终管壳温度 JCPTHJ
TPfinalTPinitial PH
♣ LED结到管壳之间形成的
热阻。
PH
♣要求一个无穷大热沉和管壳
顶面相接触。
♣ 可以用内部嵌有热电偶的大
块无氧铜替代。
♣ 记录热沉的温度变化,达到
稳态时测试。
.
6
结-环境热阻 JA
♣ LED结到周围环 境形成的热阻。
♣测试时,器件放入 1立方英尺容器。
LED热学参数测试研究
浙江大学光电系 鲍超
.
1
引言
LED器件的热学性能会直接影响到器件发光 效率、强度、光谱特性、工作稳定性和使 用寿命。因此对LED器件的热学参数进行 分析研究,采用标准化的方法进行测量, 满足检测中心和企业需要;同时为满足仲裁 测试、数据报告等组建公共测试平台, 开发 商业化的测量设备,这些都是半导体照明 工程中的一项关键性工作。
在和相系低 正 关 数正向系,单向电数位电压K: 即流增C温时量/度m,成v-线P-电N性结压相温敏关升感。♣♣♣开开开正关关关向置置置电121压,,,加快快VH电速速流加加I上电M,加流测热I得M,电正测流向量I电正H,测压向量VFi。
电压VFf。
♣ ΔVF=│ VFi-- VFf│ ΔTi =K·ΔVF TJ=TJi+ ΔTi 这里TJi是测量开始前LED结温 的初始温度。
.
2
热阻基本概念
LED热学设计的目的在于预 言LED芯片的结温,所谓结 温是指LED芯片PN结的温 度。
热阻定义为热流通道上的温度差与通道上耗散功率 之比
.
3
Thermal Resisitance & Thermal Impedance
.
4
瞬态和稳态热阻
半导体结与壳体或环境温度之间的 稳态条件需数秒或数分钟才能达到。 为提高效率,可以采用测量瞬态热阻 抗的方法。
♣仅对自然对流冷却 环境估算结温有用。
T T T JA
JAPJTHJ
TAfAinfailTnAainlitiaAl initial PH
P P H
JA
H
T Ainitial
T Afinal
分位T别置Ainit表的ial 示热容平器衡内初一始个和限最定终 温度。
.
7
NC-100 Natural Convection Chamber