热阻抗模型在高功率LED设计中的应用

热阻抗模型在高功率LED设计中的应用

　　P—N结处温度的高低对LED的光输出、色彩的偏移和光源本身工作的可靠性有巨大的影响。对于高功率LED光源来说，必须要有适当的设计使LED发光体封装保持在额定的正常工作温度下，也就是要对结点温度设定一个极限，防止其温度过高。而比较直接的控制高功率LED结点处温度的方法就是给光源添加合适的散热装置，这里我们引入热阻抗模型来进行相关的讨论。

　1 高功率LED的结构

　　高功率LED的一般结构如图1所示。从剖面图上我们可以看到它采用热路径和电路径分离的设计方式。这样的设计方法可以从LED芯片分散更多的热量，能显著减小热阻抗。

　　2 热阻抗模型

　　图1 高功率LED截面图

　　热阻抗的定义：热阻抗是热源、周围环境之间的温差和其所消耗功率的比值。本文中热源指的是LED的P-N结处。

　　2.1 单个高功率LED

　　所以，对于如图1所示的单个高功率LED，用热阻抗对整个热路径上的热传导过程进行描述，可以表示为：

　　2.2 多高功率LED阵列

　　多高功率LED阵列示意图如图3所示，它们在同一电路板上工作，类似于热阻抗的并联形式。