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LED结温热阻计算方法详解.Ta: 环境温度Rsa：铝基散热装置的热阻、散热器与环境间的热阻Ts: 散热装置的温度. Rms：铝基板到铝散热装置的热阻Tm: 铝基板的温度. Rcm：引脚到铝基板的热阻Tc: 引脚的温度. Rjc：PN结到引脚的热阻、结壳间的热阻Rja：PN结点到环境的热阻 Tj：晶体管的结温、芯片PN结最大能承受之温度( 100-130℃)P表示功耗 Rcs表示晶体管外壳与散热器间的热阻，L50: LED光源亮度降至50%的寿命L70: LED光源亮度降至70%的寿命结温计算的过程：1.热阻与温度、功耗之间的关系为： Ta=Tj-*P(Rjc+Rcs+Rsa)=Tj-P*Rja，2.当功率晶体管的散热片足够大而且接触足够良好时，壳温Tc=Ta晶体管外壳与环境间的热阻Rca=Rcs+Rsa=0。
此时Ta=Tj-*P(Rjc+Rcs+Rsa)演化成公式Ta=Tc=Tj-P*Rjc。
厂家规格书一般会给出，最大允许功耗Pcm、Rjc及(或) Rja等参数。
一般Pcm 是指在Tc=25℃或Ta=25℃时的最大允许功耗。
当使用温度大于25℃时，会有一个降额指标。
3.以ON公司的为例三级管2N5551举个实例：1)2N5551规格书中给出壳温Tc=25℃时的最大允许功耗是1.5W，Rjc是83.3度/W。
2)代入公式Tc=Tj- P*Rjc有：25=Tj-1.5*83.3可以从中推出最大允许结温Tj为150度。
一般芯片最大允许结温是确定的。
所以，2N5551的允许壳温与允许功耗之间的关系为：Tc=150-P*83.3。
3)比如，假设管子的功耗为1W，那么，允许的壳温Tc=150-1*83.3=66.7度。
4)注意，此管子Tc =25℃时的最大允许功耗是1.5W，如果壳温高于25℃,功率就要降额使用。
规格书中给出的降额为12mW/度(0.012W/度）。
5)我们可以用公式来验证这个结论。
假设壳温为Tc，那么，功率降额为0.012*(Tc-25)。
LED 散热设计原理及结温等相关技术参数的计算公式2008-01-15 10:00:41 作者：戴维大功率LED的散热设计近年来，大功率LED发展较快，在结构和性能上都有较大的改进，产量上升、价格下降；还开发出单颗功率为100W的超大功率白光LED。
与前几年相比较，在发光效率上有长足的进步。
例如，Edison公司前几年的20W白光LED，其光通量为700lm，发光效率为35lm/W。
2007年开发的100W白光LED，其光通量为6000lm，发光效率为60lm/W。
又例如，Lumiled公司最近开发的K2白光LED，与其Ⅰ、Ⅲ系列同类产品比较如表1所示。
从表中可以看出：K2白光LED在光通量、最大结温、热阻及外廓尺寸上都有较大的改进。
Cree公司新推出的XLamp XR～E冷白光LED，其最高亮度挡QS在350mA时光通量可达107～114lm。
这些性能良好的大功率LED给开发LED白光照明灯具创造了条件。
前几年，各种白光LED照明灯具主要是采用小功率Φ5白光LED来做的。
如1～5W的灯泡、15～20W的管灯及40～60W的路灯、投射灯等。
这些灯具使用了几十到几百个Φ5白光LED，生产工艺复杂、可靠性差、故障率高、外壳尺寸大，并且亮度不足。
为改进上述缺点，这几年逐步采用大功率白光LED来替代Φ5白光LED 来设计新型灯具。
例如，用18个2W的白光LED做成的街灯，若采用Φ5白光LED 则要几百个。
另外，用一个1.25W的K2系列白光LED，可做成光通量为65lm的强光手电筒，照射距离可达几十米。
若采用Φ5白光LED来做则是不可能的。
图1 结温TJ与相对出光率关系图用大功率LED做的灯具其价格比白炽灯、日光灯、节能灯要高得多，但它的节能效果及寿命比其他灯具也高的多。
如果在路灯系统及候机大厅、大型百货商场或超市、高级宾馆大堂等用电大户的公共场所全部采用LED灯具，其一次性投资较高，但长期的节电效果及经济性都是值得期待的。
艾比森告诉您LED显示屏散热量的计算我们知道LED显示屏怕热、怕水，热对LED显示屏性能的影响是致命的，直接影响显示屏使用过程的稳定性以及显示屏的使用寿命。
因此，为了减少热量对显示屏的影响，我们需要清楚显示屏的散热特点，进而对显示屏做出合理的散热设计。
针对LED显示屏的散热量，本文进行了推导演算，以期对LED显示屏的研发设计以及LED显示屏的工程安装能起一定的借鉴作用。
一、LED显示屏散热量的计算1、条件设定设，LED显示屏的像素间距为P(单位mm)，LED显示屏的面积为S(单位m2)，LED屏的亮度为L屏（单位cd/m2），LED显示屏的输入功率为W屏（单位W）。
设，所用RGB灯珠的光强分别为IR 、IG和IB（单位cd），对应的输入功率为WR 、WG和WB（单位W）。
2、RGB组成的像素点的光辐射功率计算计算每一个像素点，在白平衡时能产生的光辐射功率，计算可以如下：因为在显示屏白平衡时，RLED、GLED和BLED的强度比约为3:6:1，因此对于亮度为L屏（单位cd/m2）的显示屏在白屏的情况下，每个像素点的光强度I 像素=L屏（cd/m2）÷点数/m2÷η（η为光的系统损耗度，一般可取0.9左右）；则R、G、B所占的光强值分别为：则LED显示屏要达到亮度为L屏的白平衡时，R、G、BLED灯的输入电功率可近似为：设上述R、G、BLED灯珠芯片的电光转换效率分别为ηr 、ηg和ηb（电光转换效率LED芯片将电能转变为光能的效率）。
则上述每像素RGBLED辐射的光功率为：每像素RGBLED产生的热功率为：3、整块LED显示屏光的总辐射功率的计算由于显示屏的像素点个数=显示屏的面积/像素间距的平方=所以，LED显示屏辐射的光功率：=显示屏像素点个数×每个像素点产生的光功率=W屏 LED 光LED显示屏LED灯产生的热功率：=显示屏像素点个数×每个像素点产生的热功率W屏 LED 热4、LED显示屏产生的热功率LED显示屏产生的热量除来源于LED灯产生的热外，还包括了电子电路、驱动系统等产生的热，整个LED显示屏产生的热量的计算可参照以下2个方式。
LED散热计算公式详解..LT大功率LED的散热问题：LED是个光电器件，其工作过程中只有15%～25%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED的温度升高。
在大功率LED中，散热是个大问题。
例如，1个10W白光LED若其光电转换效率为20%，则有8W的电能转换成热能，若不加散热措施，则大功率LED的器芯温度会急速上升，当其结温（TJ）上升超过最大允许温度时（一般是150℃），大功率LED会因过热而损坏。
因此在大功率LED灯具设计中，最主要的设计工作就是散热设计。
另外，一般功率器件（如电源IC）的散热计算中，只要结温小于最大允许结温温度（一般是125℃）就可以了。
但在大功率LED散热设计中，其结温TJ要求比125℃低得多。
其原因是TJ对LED的出光率及寿命有较大影响：TJ越高会使LED的出光率越低，寿命越短。
K2系列白光LED的结温TJ与相对出光率的关系。
在TJ=25℃时，相对出光率为1；TJ=70℃时相对出光率降为0.9；TJ=115℃时，则降到0.8了。
：TJ=50℃时，寿命为90000小时；TJ=80℃时，寿命降到34000小时；TJ=115℃时，其寿命只有13300小时了。
TJ在散热设计中要提出最大允许结温值TJmax,实际的结温值TJ应小于或等于要求的TJmax,即TJ≤TJmax。
大功率LED的散热路径.大功率LED在结构设计上是十分重视散热的。
图2是Lumiled公司K2系列的内部结构、图3是NICHIA公司NCCW022的内部结构。
从这两图可以看出：在管芯下面有一个尺寸较大的金属散热垫，它能使管芯的热量通过散热垫传到外面去。
大功率LED是焊在印制板（PCB）上的，如图4所示。
散热垫的底面与PCB 的敷铜面焊在一起，以较大的敷铜层作散热面。
为提高散热效率，采用双层敷铜层的PCB，其正反面图形如图5所示。
这是一种最简单的散热结构。
热是从温度高处向温度低处散热。
大功率LED主要的散热路径是：管芯→散热垫→印制板敷铜层→印制板→环境空气。
LED知识大全：LED散热［附详细图表］2011-03-07 15:55:08 文章来源：OF week半导体照明网作者：茅于海导读:LED的散热现在越来越为人们所重视，这是因为LED的光衰或其寿命是直接和其结温有关，散热不好结温就高，寿命就短，依照阿雷纽斯法则温度每降低10℃寿命会延长2倍。
关键字LED散热LED光衰结温LED的散热现在越来越为人们所重视，这是因为LED的光衰或其寿命是直接和其结温有关，散热不好结温就高，寿命就短，依照阿雷纽斯法则温度每降低10℃寿命会延长2倍。
从Cree 公司发布的光衰和结温的关系图（图1）中可以看出，结温假如能够控制在65°C，那么其光衰至70％的寿命可以高达10万小时！这是人们梦寐以求的寿命，可是真的可以实现吗？是的，只要能够认真地处理它的散热问题就有可能做到！遗憾的是，现在实际的LED灯的散热和这个要求相去甚远！以致LED灯具的寿命变成了一个影响其性能的主要问题，所以必须要认真对待！图1：光衰和结温的关系(点击图片放大)而且，结温不但影响长时间寿命，也还直接影响短时间的发光效率，例如Cree公司的XLamp7090XR-E的发光量和结温的关系如图2所示。
图2：结温和发光量的关系(点击图片放大)假如以结温为25度时的发光为100%，那么结温上升至60度时，其发光量就只有90%；结温为100度时就下降到80%；140度就只有70%。
可见改善散热，控制结温是十分重要的事。
除此以外LED的发热还会使得其光谱移动；色温升高；正向电流增大（恒压供电时）；反向电流也增大；热应力增高；荧光粉环氧树脂老化加速等等种种问题，所以说，LED的散热是LED灯具的设计中最为重要的一个问题。
第一部分LED芯片的散热一、结温是怎么产生的LED发热的原因是因为所加入的电能并没有全部转化为光能，而是一部分转化成为热能。
LED的光效目前只有100lm/W，其电光转换效率大约只有20~30%左右。
大功率LED的散热问题：LED是个光电器件，其工作过程中只有15%～25%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED的温度升高。
在大功率LED中，散热是个大问题。
例如，1个10W白光LED若其光电转换效率为20%，则有8W的电能转换成热能，若不加散热措施，则大功率LED的器芯温度会急速上升，当其结温（TJ）上升超过最大允许温度时（一般是150℃），大功率LED会因过热而损坏。
因此在大功率LED灯具设计中，最主要的设计工作就是散热设计。
另外，一般功率器件（如电源IC）的散热计算中，只要结温小于最大允许结温温度（一般是125℃）就可以了。
但在大功率LED散热设计中，其结温TJ要求比125℃低得多。
其原因是TJ对LED的出光率及寿命有较大影响：TJ越高会使LED的出光率越低，寿命越短。
K2系列白光LED的结温TJ与相对出光率的关系。
在TJ=25℃时，相对出光率为1；TJ=70℃时相对出光率降为0.9；TJ=115℃时，则降到0.8了。
：TJ=50℃时，寿命为90000小时；TJ=80℃时，寿命降到34000小时；TJ=115℃时，其寿命只有13300小时了。
TJ在散热设计中要提出最大允许结温值TJmax,实际的结温值TJ应小于或等于要求的TJmax,即TJ≤TJmax。
大功率LED的散热路径.大功率LED在结构设计上是十分重视散热的。
图2是Lumiled公司K2系列的内部结构、图3是NICHIA公司NCCW022的内部结构。
从这两图可以看出：在管芯下面有一个尺寸较大的金属散热垫，它能使管芯的热量通过散热垫传到外面去。
大功率LED是焊在印制板（PCB）上的，如图4所示。
散热垫的底面与PCB的敷铜面焊在一起，以较大的敷铜层作散热面。
为提高散热效率，采用双层敷铜层的PCB，其正反面图形如图5所示。
这是一种最简单的散热结构。
热是从温度高处向温度低处散热。
大功率LED主要的散热路径是：管芯→散热垫→印制板敷铜层→印制板→环境空气。
LED寿命推算方法
一、推算依据：阿仑尼乌斯模型
1、P=P0exp(-βt)
2、β=β 0 IFexp(-Ea/KTj)
式中：P0为初试光通量。
P为加温加电后的光通量；β为某一温度的衰退系数。
t为某一温度下的加电工作时间；
β0为常数；Ea为激活能；K为波耳兹曼常数；IF为工作电流；T j为结温：
二、由千小时光衰推断寿命
假定1000小时光衰光衰率为ｎ％，
由公式1可得50%光衰公式：t=1000*ln0.5/ln(1-ｎ％）
由公式1可得30%光衰公式：t=1000*ln0.7/ln(1-ｎ％）
项目 千小时光衰 50％光衰寿命（h) 30％光衰寿命（h)
（1）85摄氏度 8% 8312.950414 4277.62127
（2）70摄氏度 3% 22756.57306 11709.922
三、推算其它温度下LED寿命（以上温度指LED灯底部与电路板接触处表面温度，
在散热条件充分时即为环境温度，350mA使用时结温比环境温度高15摄氏度）
假定已知某种LED温度T1（摄氏度）时的寿命为t1,温度T2（摄氏度）时的寿命为t2
由公式2可得温度T3条件下的寿命t3为：
t3=t1*exp(ln(t2/t1)/(1/(T2+15+273)-1/(T1+15+273))*(1/(T3+15+273)-1/(T1+15+273))) 项目 85摄氏度寿命（h) 70摄氏度寿命（h) 50摄氏度寿命（h) 25摄氏度寿命（h) 50％光衰 8312.950414 22756.57306 100144.3113 833055.6622 30％光衰 4277.62127 11709.922 51531.576 428668.0953。
