一种新的计算LED热量产生的方法分析.doc

一种新的计算LED热量产生的方法分析 截至目前为止，白光LED的热分析一直是一个不完美的科学。 常常led灯和灯具制造商依靠不足，不准确或无形的数据，以确定他们的应用程序中的LED的散热性能，作为一个结果，可能超过设计自己的散热器设计。 该行业的最常用的方法计算功率LED光辐射转换成多少，又有多少热量实际上是产生，墙插效率（WPE）的基础上。 WPE的麻烦是，它可以在同一产品类别的LED器件之间显着变化，因此很难比较LED灯泡和灯具制造商产品。 此外，WPE是经常使用的操作条件下的函数。 本文提供了一个简单的替代估计产生的热量由LED发光效率的基础上辐射（LER）。 可续年期国家的最先进的，荧光粉转换白光LED仍然相当稳定，使灯具设计师使用这个指标迅速逼近，这是由LED产生的热量。LED和散热在热模拟中，LED是有时建模为简单的电阻加热器进入一个LED的电功率被转换成热，然后，反过来，从灯具消散。 这个假设的问题是，它是过于保守：荧光粉转换白光LED亮度高，现在通常转换传入的电力的30，皇家蓝色LED转化为光，而转换效率可以达到50以上。 因此，总的功率量，高亮度发光二极管被作为热量耗散往往远低于进入的LEDs的总电功率。如果这减少热量产生能力没有正确占热模拟，预测的温度在所得到的灯具将过高时，将需要一个更复杂的，更昂贵的散热器设计。 这是特别重要的，在这些应用程序中大量的热量（5W-10W）从一个小的PCB板和机械约束的散热片，如加装LED灯泡要消散。 为了评估一盏灯或灯具栈的热性能，设计者必须正确占到多大比例传入的电力转换成光，并转换成热能的百分比。LED产业往往依赖于一个指标叫墙插效率（WPE）估计一个LED所产生的热量。 WPE的被定义为进入LED的总电功率除以由LED发射的总辐射功率的比例。 因为WPE是依赖于额定磁通和电压的LED和实际的驱动电流和结温是一个强大的功能，它可以在同一产品类别的LED器件之间显着不同。 因此，很难定义一个单一的“典型的”WPE的值，以提供足够的精度，在热评价在不同的驱动条件，焊剂和纸槽电压为特定的LED产品类别的组合。 相比较而言，辐射的发光效率（LER）是一个引人注目的替代WPE做LED应用的热评估时。 另一个LED的性能指标中，LER量化多么出色的光源产生可见光。 更具体地，LER定义为总的明视相同的源所发射的总辐射功率（以瓦特为单位）除以由光源发射的光通量（流明）。 可以很容易地用于LED的LER值是来自于辐射的光谱功率分布，通常发布的LED的数据表中（参见图1）。 WPE不同的是，LER不会有很大差异根据额定磁通和电压的LED或实际的驱动电流和结温（参见图2和图3）。 一旦已知LERis的的值，由LED产生的总热量可以计算如下： 其中“菱形符号”的LER值，为所考虑的LED，LED的驱动电流，LED的正向电压在操作条件下，在操作条件下的LED的总光通量。 例如，考虑一个荧光粉转换白光LED具有典型LER值300lm/Wrad的。 现在假定，该指示灯供电的驱动电流的电流为1000mA，导致光通量为300LM和2.9V的正向电压。 此LED所产生的热的总量是根据上面的公式，然后1.9W。 由于最近的进步，在生产过程中的荧光体转换的白色LEDs已启用准确的色点在相同的产品类别之内的LED控制，LER值是在同一个产品系列的LED更加一致。 事实上，领先的制造商，如飞利浦Lumileds公司，提供出色的色