熱仿真和熱特性分析幫助優(yōu)化汽車LED應用
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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(fā)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(huán)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)光二級管的熱功率）。
這里的 Rth 和 Rth-real 分別是通用半導體和固態(tài)照明組件的熱阻（單位：開爾文/瓦）；ΔT 代表兩種定態(tài)（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(fā)出的光功率。
不考慮光功率，發(fā)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。
圖4：熱瞬態(tài)測試原理圖，在進行 LED 測量時考慮了光功率。
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(fā)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
根據具體電流分析 LED 的熱量和亮度
Mentor Graphics的 FloEFD 熱仿真工具采用了一個獨一無二的 LED 簡化模型，具有后處理功能，不僅能讓你看到 LED 變得有多熱，還能讓你根據使用的電流判斷出 LED 產生的實際熱量。根據這些信息，你可以看出 LED 的亮度如何。如果沒有這種功能，工程師會定義一個 LED 熱阻模型，并運用到一個發(fā)熱率，但不會準確知道具體數字有多大，這是因為電壓和光功率存在一個區(qū)間范圍，具體值取決于具體電流產生的 LED 溫度（見圖1）。
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