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選擇性的運算方式可以改善LED熱分析
來源:廣州煌牌自動設備有限公司    日期:2013-11-27    瀏覽量:
 LED燈具,LED設備

  時至今日,紅色LED熱分析仍舊是一門未完成的科學。大多數LED燈具和照明器制造商只能依賴于不充分、不準確或模糊的數據來確定LED設備在相關應用領域的性能,這往往可能導致其散熱片設計過度工程化。

  目前業內通常使用功率轉換效率(WPE方法來計算LED轉換為光輻射所需的功率,以及LED實際所產生的熱量。WPE缺陷在于,同一產品類別中各個LED設備之間得出的結果差異甚大,使得燈具和照明器制造商很難對LED產品進行比擬。而且,WPE通常也與操作環境有很大關系。將介紹一種簡單明了基于輻射發光效率(LERLED發熱量計算方法。最先進、熒光轉換型白色LEDLER一般都保持恒定,因此照明器設計商可利用此公式來快速估計LED設備所產生的熱量。

  LED與散熱

  熱模擬實驗中,LED有時會被模擬成簡單的電阻式加熱器,所有將進入LED電功率假定會轉換成熱量并反過來從照明器發散出去。但這一假設存在一個問題,那就是太過激進:高亮度熒光轉換型白色LED一般會將30%傳入電功率轉換為光,而寶藍色LED轉換功率可大大超過50%因此,高亮度LED發熱所需的總功率通常低于進入LED總電功率。

  若這一降低的發熱容量被不適當地納入熱模擬中,預期的照明器內部溫度將過高,因而將需要采用更復雜、利息更高的散熱片設計。這對于那些需要從小型PCB板和散熱片發散特定熱量(5W-10W應用尤其重要,例如改造型的LED燈泡。要評估燈具或照明器的累計熱性能,設計商必需合理考慮傳入電功率將分別轉換為光和熱的比例有多少。

  如今LED行業常用的WPE方法被定義為LED總輻射功率與傳入LED總電功率的比率。由于WPE取決于LED標稱通量和電壓,且是實際驅動電流及連接溫度的強函數,因此在同一個產品類別的不同LED設備之間得出結果差異較大。因而對于特定的LED產品類別而言,很難針對不同的驅動器條件、通量和電壓BIN組合定義一個典型的WPE值。

  輻射發光效率

  對比之下,進行LED應用的熱評估時使用輻射發光效率(LER比WPE更具信服力,前者可以量化光源的可見光發光效率。更具體地講,LER被定義為光源的總適應光通量(流明)除以其總輻射功率(瓦特)LEDLER值可以直接從輻射光譜功率分布(通常印于設備的數據表上)獲取,且與WPE不同的LER值不因標稱通量和電壓或實際驅動電流和連接溫度而發生明顯變化。已知LER值的情況下,就可以通過以下公式計算出LED總發熱量:

  選擇性的運算方式可以改善LED熱分析

  其中,菱形符號表示LER值,If表示驅動電流,Vf表示操作條件下的正向壓,講表示操作條件下的總發光通量。例如,對于一個典型LER值為300lm/Wrad熒光轉換型白色LED假設其驅動電流為1000mA發光通量為300lm正向壓為2.9V那么根據上文公式就可以算出其總發熱量為1.9W當前熒光轉換型白色LED生產工藝所取得的進步使同一產品類別LED精確色點控制成為可能,因此LER值更為一致。

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