一、热对LED的影响
1、LED是冷光源吗？
（1）LED的发光原理是电子与空穴经过复合直接宣布光子，进程中不需求热量。LED能够称为冷光源。
（2）LED的发光需求电流驱动。输入LED的电能中，只有约15%有用复合转化为光，大部分（约85%）因无效复合而转化为热。
（3）LED发光进程中会发生热量，LED并非不会发热的冷光源。
2.热对LED功用和结构的影响
LED电致发光进程发生的热量和作业环境温度（Ta）的不同，引起LED芯片结温Tj的改动。LED是温度灵敏器材，当温度改动时，LED的功用和封装结构都会受到影响，然后影响LED的牢靠性。
(1) 光通量与温度的联系
①光通量Фv与结温Tj的联系
其间：Фv（Tj1）=结温Tj1时的光通量
Фv（Tj2）=结温Tj2时的光通量
ΔTj=Tj2 –Tj1
k=温度系数
②光通量与环境温度的联系
Ta=100℃时，LED的光通量将下降至室温时的一半左右。
LED的运用有必要考虑温度对光通量的影响。
(2)波长与结温Tj的联系
λd（Tj2）=λd（Tj1）+kΔTj
(3)正向压降Vf结温Tj的联系
Vf（Tj2）=Vf（Tj1）+kΔTj
k=ΔVf/ΔTj ：正向压降随结温改动的系数，一般取-2.0mV/℃.
(4)热对发光功率ηv的影响
*在输入功率一守时：
*LED内部会构成自加热循环，假如不及时引导和散失LED的热量，LED的发光功率将不断下降。
(5)热对LED出光通道的影响
*加快出光通道物质的老化；
*下降通道物质的透光率；
*改动出光通道物质的折射率，影响光线的空间散布；
*严峻时改动出光通道结构。
(6)热对LED电通道（欧姆触摸/固晶界面）的影响
*引致封装物质的胀大或缩短；
*封装物质的胀大或缩短发生的形变应力，使欧姆触摸/固晶界面的位移增大，形成LED开路和忽然失效。
(7)热对LED寿数的影响
二、LED的热工模型
1. LED热量的来历
*输入的电能中（约85%）因无效复合而发生的热量；
*来自作业环境的热量。
2. LED的热工模型
*LED芯片很细小，其热容可疏忽；
*输入电能中大部分（约85%）转化为热量，一般核算中疏忽转化为光的部分能量（约15%），假定一切的电能都改动成了热；
*在LED作业热平衡后，
Tj=Ta+RthjaPd
其间Rthja=LED的PN结与环境之间的热阻;Pd=If ·Vf：LED的输入功率。
三、LED热阻的核算
1.热阻的概念
热阻：热量传导通道上两个参考点之间的温度差与两点间热量传输速率的比值。
热传导模型的热阻核算
*LED的热阻核算
2.分立LED热阻的核算模型
LED热通道上各环节都存在热阻，热通道的简化热工模型是串联热阻回路。
3.集成LED阵列热阻的核算模型
集成LED（假定热阻共同）阵列热阻运用并联阻抗模型核算：
4.几种常见的1W大功率LED的热阻核算
以Emitter（1mm×1mm芯片）为例，只考虑主导热通道的影响，从理论上核算PN结到热沉的热阻Rthjs。
从以上核算可见：
①固晶工艺对LED热阻有较大影响；
②倒装芯片在导热上比正装芯片稍优；
③正装芯片/共晶固晶在导热上并不比倒装芯片差；
④现在实践制作的LED制品热阻Rthjs比以上理论核算高出1倍左右，阐明制作工艺水平还有很大的提高空间。
5.几种常见LED的热阻参考值
6.热阻对光输出饱满电流的影响
热阻值越大，光输出越简单饱满，饱满电流点越低。
四、LED热阻的丈量
1.理论依据
半导体资料的电导率具有热敏性，改动温度能够明显改动半导体中的载流子的数量。禁带宽度一般随温度的升高而下降，且在室温以上随温度的改动具有杰出的线性联系。能够以为半导体器材的正向压降与结温是线性改动联系。
只需监测LED正向压降Vf的改动，便能够确认其热阻。
2.电压法丈量LED热阻
（1）丈量LED温度系数k
①将LED置于温度为Ta 的恒温箱中满足时刻至热平衡，Tj1=Ta ；
②用低电流（能够疏忽其发生的热量对LED的影响）If’=1mA,快速点测LED的Vf1；
③将LED置于温度为Ta’(Ta’>Ta)的恒温箱中满足时刻至热平衡，Tj2=Ta’；
④重复过程②，测得Vf2；
（2）丈量LED在输入电功率加热状态下的Vf改动
①将LED置于温度为Ta的恒温箱中，给LED输入电功率Pd，使其发生自加热；
②保持If安稳满足时刻，至LED作业热平衡，此刻Vf达至安稳，记载If、Vf；
③丈量LED热沉温度Ts(取最高点)；
④堵截输入电功率的电源，当即（<10ms）进行（1）之②过程，丈量Vf3。
（3）数据处理
3. LED的波长随结温的改动也有杰出的线性联系：
Δλ=kΔTj，能够用相似的手法经过波长漂移法丈量热阻，但难度较电压法稍大。
五、LED的结温Tj
1.常用的结温测算办法
LED的结温Tj无法直接丈量，只能经过直接的方法进行丈量预算。
（1）热印象法
用精细热印象仪聚集LED芯片PN结层面，拍照热印象，对应出Tj。
（2）热阻丈量法
2.LED的最大额外结温Tjmax：
为保证LED作业的牢靠性，在运用中LED的结温应尽或许低于最大额外结温Tjmax。
（1）运用中的环境温度Ta应低于最大环境温度Tamax
（2）为保证LED在运用中结温不超出Tjmax，在不同的环境温度（Ta）下，核算并保证输入电流不超出Ifmax：
（常见大功率LED的最大额外结温：120℃；Luxeon K2：185℃）
3.下降LED结温的途径
（1）削减LED自身的热阻；
（2）杰出的二次散热组织；
（3）削减LED与二次散热组织装置界面之间的热阻；
（4）操控额外输入功率Pd；
（5）下降环境温度Ta。
六、下降LED热阻的途径
1.下降芯片的热阻
2.优化热通道
（1）通道结构
*长度（L）越短越好；
*面积（S）越大越好；
*环节越少越好；
*消除通道上的热传导瓶颈。
（2）通道资料——导热系数λ越大越好;
（3）改进封装工艺，令通道环节间的界面触摸更严密牢靠。
3.强化电通道的导/散热功用
4.选用导/散热功用更高的出光通道资料
七、LED运用中的导热和散热
1.依LED结温TJ的要求规划二次散热组织
①获得正确的LED热阻值Rthjs或Rthjb；
②评价LED作业时或许遭受的最高环境温度Tamax；
③为使LED牢靠地作业，最好将LED正常作业时的最大结温T””””””””jmax设定低于LED结温的最大额外值Tjmax；
④确认不超出额外功率的最大输入功率Pdmax；
⑤核算出
⑥核算二次散热组织容许的最大热阻
Rthsa=Rthja-Rthjs ,Rthba=Rthja-Rthjb
⑦依Rthsa或Rthba作为目标值，查对LED供货商供给的对应Rthsa或Rthba的散热装置要求，以决议契合运用需求的二次散热组织的规划。
2.装置工艺
导热环节界面平坦润滑，触摸严密牢靠，必要时可加散热膏或粘合衔接装置，以保证将LED的热量高效地引导到二次散热组织。
