最佳熱管理方法助力優化汽車LED照明系統

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

　　圖3：通過瞬態響應，我們可自動確定LED套件樣本的結構函數。這一R/C模式可直接用于熱模擬軟件。

　　2010年11月，電子器件工程聯合委員會（Joint Electron Devices Engineering Council，簡稱JEDEC）發布了利用雙熱界面方法進行結殼熱阻（RthJC）測量的標準JESD51-14。該標準要求進行兩次測量：即在沒有額外層和有額外層的情況下分別測量，偏差位置能夠反應一個元件的熱阻。這個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體元件。這種情況對功率發光二極管也有效。

　　圖3所示的結構函數讓我們得以確定熱阻結殼（RthJC），這對于精確的熱仿真來說非常重要。結構函數不僅能夠幫助確定熱阻，還能用來比較不同的發光二級管、焊料/粘結劑質量、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。晶粒與周圍環境之間的一切都可以在結構函數中看到，因瑕疵和老化而導致的變化也可以通過與正常或理想裝配的比較而看出來。

輻射分析

　　熱分析對于了解發光二級管的缺陷至關重要，可用來獲得熱阻信息以及測試合適的粘結劑或熱界面材料來確保裝配后的最佳熱管理能力。但用來給發光二級管供電的總電力被轉化為熱和光。因此，如圖4所示，為了正確進行熱分析，發光二級管產生的光功率應從供給電力中減去，從而得出真正的內部熱阻Rth-real（完全基于發光二級管的熱功率）。

　　圖4：熱瞬態測試原理圖，在進行LED測量時考慮了光功率。

　　這里的Rth和Rth-real分別是通用半導體和固態照明組件的熱阻（單位：開爾文/瓦）；ΔT代表兩種定態（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際功率和驅動組件的功率與測量它的小功率之間的功率差（單位：瓦［W］）；Pel代表驅動組件的電力功率；Popt代表SSL組件發出的光功率。

　　不考慮光功率，發光二級管的結構函數將隨著不同的接面溫度和驅動電流而改變，因為光通量取決于這些參數，如圖1所示。

　　通過明導的TERALED/T3Ster測試硬件，也可以從測量中導出參數，如總光通量、總輻射通量、X、Y和Z三色值，同時還可以完成一份頻譜分析。通過一種單一的綜合測量方法，可能會測出二極管特性、光功率、輻射效率、光通量、發光效率、暗視覺通量和色坐標對電流和溫度的依賴性，并將其顯示為LED的驅動電流、接面溫度（Tj）或冷板溫度的一個函數（見圖5）。

　　圖5：光度與輻射測量示例。