LED光源模块的散热分析

　　半导体照明是继白炽灯发明以来，照明领域重要革命半导体照明与传统照明光源大的不同在于它的光线不是由热而发光，而是通过自由电子和空穴复合产生能级跃迁发光，半导体光源是真正意义上的绿色光源，具有寿命长、能耗底、发光效率高、稳定性好、无频闪、无红外和紫外辐射等优点。但是，半导体光源在将电能转化为光能的同时也产生大量的热量，与传统热致发光光源芫全相反的是这些热对于半导体发光材料来讲毫无益处，它会导致发光效率降低、光衰，严重时还会导致寿命下降甚至发光器件失效。因此，半导体光源的散热问题是提高光源发光效率和可靠性的关键，也是半导体照明推广发展的大障碍之一。

　　LED光源的热通路一般由热阻和热容组成，根据热路和电路相似的原理，可以对led芯片的结温其进行瞬态和稳态分析，本文针对集成封装的led平面光源模块，用自动控制理论中传递函数的分析方法，对led光源模块加电后芯片结温温升变化规律进行了推导，提出了led光源在实际应用中的散热设计和分析方法。

　　2LED光源模块的散热结构LED光源模块由多个LED芯片固在铝基板上，通过串并联组合成各种形状和功率，以适应不同用途的功能模块。

　　芯片的散热通路为芯片一绝缘膜一铝基板一散热片一环境，为方便说明，这里忽略固晶胶膜、铜膜、铝基板和散热片连接处的影响。根据热路与电路相似原理，每个散热单元可以用以下电路形式模拟：其中P代表热源，R代表耗散热阻，C代表散热单元的热容。

　　光源模块散热结构对于所示的LED模块，散热单元由芯片、绝缘膜、铝基板、散热片等组成，散热单元之间由传导热阻连接，由于散热片不可能是等温度的，散热片的整体热路应由多个如所示的散热单元组成。

　　为分析方便，对于整个模块的散热热路可以等效简化为。

　　上图中，P为热源，Q为模块内部等效热容，为传导热阻，C2为外部散热等效热容，为整体等效热阻。

　　散热单元的热路图光源模块的等效热路3数学模型在，A点的温度就是芯片的结温温升，B点温度为环境温度，我们把热源的功率作为输入量，把A点到B点的温度差作为输出量，可以将图三抽象成为一个控制系统。

　　其中H（S）为传递函数，根据热路与电路相似的原理，H（S）可以认为是系统的整体热抗，不难推导：，R1xR2xC2xS+R1+R2 +1可以看出上述传递函数H（S）的分母部分是关于S的二次多项式，对于开关加电过程，输入量的时域函数可以描述为阶跃输入，其拉普拉斯变换为：其中A为电功率强度，那么输出量为铒耷糊细睡，任寄过画耷）。鹉骐汶芪室茄卟13耷丨骐汶酋耷±架>7合爵smffl，室苦涅51筠>擗瞰，1111猫挪珐丨骐挪迪）酋耷微爵。

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