最佳熱管理方法助力優(yōu)化汽車LED照明系統(tǒng)

　　圖2：Mentor Graphics的T3Ster熱瞬態(tài)測(cè)試儀可記錄短短1微秒（1x10-6秒）之后LED的瞬態(tài)響應(yīng)，溫度分辨率為0.01℃。

　　圖3：通過(guò)瞬態(tài)響應(yīng)，我們可自動(dòng)確定LED套件樣本的結(jié)構(gòu)函數(shù)。這一R/C模式可直接用于熱模擬軟件。

　　2010年11月，電子器件工程聯(lián)合委員會(huì)（Joint Electron Devices Engineering Council，簡(jiǎn)稱JEDEC）發(fā)布了利用雙熱界面方法進(jìn)行結(jié)殼熱阻（RthJC）測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)JESD51-14。該標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行兩次測(cè)量：即在沒(méi)有額外層和有額外層的情況下分別測(cè)量，偏差位置能夠反應(yīng)一個(gè)元件的熱阻。這個(gè)方法適用于帶有裸露冷卻表面和一維熱流路徑的功率半導(dǎo)體元件。這種情況對(duì)功率發(fā)光二極管也有效。

　　圖3所示的結(jié)構(gòu)函數(shù)讓我們得以確定熱阻結(jié)殼（RthJC），這對(duì)于精確的熱仿真來(lái)說(shuō)非常重要。結(jié)構(gòu)函數(shù)不僅能夠幫助確定熱阻，還能用來(lái)比較不同的發(fā)光二級(jí)管、焊料/粘結(jié)劑質(zhì)量、瑕疵及瑕疵位置、不同PCB/MCPCB類型的冷卻效率及其溫度依存性。晶粒與周圍環(huán)境之間的一切都可以在結(jié)構(gòu)函數(shù)中看到，因瑕疵和老化而導(dǎo)致的變化也可以通過(guò)與正?；蚶硐胙b配的比較而看出來(lái)。

輻射分析

　　熱分析對(duì)于了解發(fā)光二級(jí)管的缺陷至關(guān)重要，可用來(lái)獲得熱阻信息以及測(cè)試合適的粘結(jié)劑或熱界面材料來(lái)確保裝配后的最佳熱管理能力。但用來(lái)給發(fā)光二級(jí)管供電的總電力被轉(zhuǎn)化為熱和光。因此，如圖4所示，為了正確進(jìn)行熱分析，發(fā)光二級(jí)管產(chǎn)生的光功率應(yīng)從供給電力中減去，從而得出真正的內(nèi)部熱阻Rth-real（完全基于發(fā)光二級(jí)管的熱功率）。

　　圖4：熱瞬態(tài)測(cè)試原理圖，在進(jìn)行LED測(cè)量時(shí)考慮了光功率。

　　這里的Rth和Rth-real分別是通用半導(dǎo)體和固態(tài)照明組件的熱阻（單位：開爾文/瓦）；ΔT代表兩種定態(tài)（熱和冷）之間的溫度差（單位：開爾文［K］）；Pheat和ΔP分別代表用于加熱組件的實(shí)際功率和驅(qū)動(dòng)組件的功率與測(cè)量它的小功率之間的功率差（單位：瓦［W］）；Pel代表驅(qū)動(dòng)組件的電力功率；Popt代表SSL組件發(fā)出的光功率。

　　不考慮光功率，發(fā)光二級(jí)管的結(jié)構(gòu)函數(shù)將隨著不同的接面溫度和驅(qū)動(dòng)電流而改變，因?yàn)楣馔咳Q于這些參數(shù)，如圖1所示。

　　通過(guò)明導(dǎo)的TERALED/T3Ster測(cè)試硬件，也可以從測(cè)量中導(dǎo)出參數(shù)，如總光通量、總輻射通量、X、Y和Z三色值，同時(shí)還可以完成一份頻譜分析。通過(guò)一種單一的綜合測(cè)量方法，可能會(huì)測(cè)出二極管特性、光功率、輻射效率、光通量、發(fā)光效率、暗視覺(jué)通量和色坐標(biāo)對(duì)電流和溫度的依賴性，并將其顯示為L(zhǎng)ED的驅(qū)動(dòng)電流、接面溫度（Tj）或冷板溫度的一個(gè)函數(shù)（見(jiàn)圖5）。

　　圖5：光度與輻射測(cè)量示例。