LED散热模块总热阻测量实验系统开发

　　LED散热模块总热阻测量的学生。

　　由可看出，每一驱动电流下的发热功率与结温成线性关系，因此在Origin软件中使用FitLinear功能，终拟合得到对应电流（共9种）下发热功率与结温的近似关系式。以f=400mA驱动电流为不同驱动电流下输入电功率、发光功率随结温的变化SSP8810-S型测试系统的控温台上，分别设置上述9种LED驱动电流，且每电流下均设置11种控温台温度，通电时间4min.通过SSP8810-S型测试系统测得的LED结温与多路温度记录仪同时测得的点温度（2个热电偶测温值的平均）之间的对应数据见。由可以看出，每一驱动电流下的数据点分布呈现近似的线性关系。以f=400mA为例，终拟合出的结温T与点温度TR的近似关系式为4学生，本文开发的学生，随着LED驱动电流的增大，芯片结温持续上升，而总热阻则呈现下降趋势。原因主要是：在散热模块结构和空气流速恒定的情况下，总热阻通常不会产生剧烈变化，而提升LED的驱动电流则会导致发热功率显著地增加（见），因此由式（1）中芯片结温与发热功率成正比的关系可以看出，芯片结温必然有所升高；与此同时，随着结温的上升，稳态时散热器的表面温度也会升高，从而降低了空气流经散热器表面的附面层厚度，提升了对流散热效果，因此总热阻出现了小幅下降。

　　5.2空气流速对模块散热性能的影响在保持25±0.5C的环境温度和400mA驱动电流的前提下，测得了LED结温和总热阻均随空气流速的增大而呈现递减的变化趋势，低风速段的降幅明显高于高风速段，如所示。这主要是由于：随着测试通道内风速的增大，同样能降低附面层的厚度，提升对流散热效果，从而在热源功率基本不变的情况下，有利于总热阻和结温的降低；在低风速段，通过加大风速能明显地降低附面层的厚度，然而当风速增加到高风速段后，原本厚度就很小的附面层可被压缩的程度大不如前，因此在高风速段依靠提高风速来进一步提升散热性能的效果已不明显。

　　5.3环境温度对模块散热性能的影响流驱动LED工作，通过改变测试通道内的气流温度测得的模块散热性能的变化趋势见。从中可以看出，LED的结温会伴随环境温度而升高，而总热阻则在总体上保持不变。这主要是因为：LED结温与环境温度间近似成线性关系，二者间的差值基本保持不变，因此升高环境温度就会提升芯片结温；同样，这一规律也表明，在结温与环境温度差值不变且发热功率―定的情况下，由式（1）计算出的散热模块总热阻也将基本不受环境温度的影响。

　　环境温度对模块散热性能的影响曲线6结论以6颗LED组装的散热模块为实验对象，首先在SSP8 810-S型测试系统中测得单颗LED的关键物理变量，并通过数值拟合，得到不同驱动电流下单颗LED的发热功率和芯片结温与点温度的关系式；在此基础上，设计并搭建出一套可实现LED散热模块总热阻测量的学生实验系统，其测量硬件包含数台易得的实验设备，而数据的处理则由自编软件实现；终，通过该实验系统测得了LED结温和总热阻随驱动电流、空气流速和环境温度等关键影响因素的变化趋势，并对实验现象作出了合理解释。本学生实验系统操作简单，成本低廉，所得实验数据有效可靠，展现的客观规律有助于学生对散热设计与分析方法的学习和理解，值得在LED散热相关课程的实验教学中推广使用。