功率LED热设计关键之如何针对热阻进行热管理
热和光度联合测量
图 4和图 5提供了一些对于解释非常有用的对比结果，而且对于实际的设计工作而言，热特性数据是必须的。所以，当计算实际的热阻值时，必须清楚地了解 LED的光功率。
为了获得这方面的信息电感器生产厂家，一个热测试设备（符合应用热测试标准［3］）必须具备测试LED光功率的功能。LED光功率测试必须遵从 CIE协会的相关标准［4］。图 6是这样一个测试系统的描述。Tr3ster 热测试仪器对处于TERALED系统中的被测试 LED提供一个电功率，TERALED 是一个由累计球和探测器组成的自动光度测量装置。另外，整个系统中还包括电控制和测试数据处理软件。LED 助推器（图 6左边的小盒子）让系统测试多芯片高前向电压（VF》10V）的LED。
通过 Tr3ster 对 LED进大电流电感行测量， 我们可以在获得 LED热阻的同时， 也获得辐射通量，光通量，光输出特性，染色性等数据。我们可以在不同的参考温度和前向电流条件下，测量这些 LED特性值。 在光度测量过程中加入热瞬态测试不会明显增加测试时间。如今功率LED在被贴附到冷板之后，通常可以在 30~60S 之内达到稳定的温度。所以，光度测量过程中包含热瞬态测试不会增加许多测试时间。
参考温度的影响
比较棘手的是，LED 总的热阻值与环境温度有很大的关系。这就意味着当预测 LED散热性能时，必须注明测试环境（参考温度） 。如果光度测量和热阻测量同时进行，则参考温度就是冷板的温度。
LED说明书中的数据是基于环境温度25oC，但往往 LED的实际工作环境温度为50oC，最高甚至可以达到 80oC。其结温的范围可能在80oC~110oC的范围。较高的 LED工作温度会导致LED 光通量的大幅下降。
图 7显示了 Cree MCE系列白色LED光通量和参考温度的关系，这些测试主要基于两种不同的散热设计方案。测试主要由两块不同的 PCB，一个金属芯片和 FR4装置所组成。此外，PCB和散热器之间使用了不同的导热界面材料。当散热器温度不断增加，光通量不断下降。
因为两次测试使用一样的LED，所以预计的测试结果是两条平行的曲线，但实际情况并非如此。总的结点至环境的热阻也随着参考温度的变化而变化。图8的结构函数也表明热流路径随温度变化。其中最初的1.5K/W的热阻是有 LED 内部封装所引起的。之后的热阻部分对应于PCB和位于PCB与LED封装之间的TIM材料。 最后一部分是PCB与散热器之间的导热界面材料。在TG2500 样品的测试中，两层 TIM 材料都显示出其热阻与温度有很大关系， 从而导致了总热阻有20%的变化。 图8中的结构函数被对应到LED的各个组成部分。
电感器生产厂家 光通量是真实结温的函数
一旦获得了 LED每一个参考温度下的热损耗和参考温度值，通过公式 2可以计算出实际 LED 结温：
其中，Pheat=IFxVF（Tref）-Popt（Tref）也是公式 1中使用的，RthJA是测量的热阻值。如果将图 7中的测试数据进行重新处理，将光通量作为 LED 结温的函数，我们发现两种测试的结果几乎一致（如图9所示） 。两条几乎重合的光通量和结温的曲线表明，在我们两种测试中 LED芯片和其封装有着一样的光输出特性。
其中，Pheat=IFxVF（Tref）-Popt（Tref）也是公式 1中使用的，RthJA是测量的热阻值。如果将图 7中的测试数据进行重新处理，将光通量作为 LED 结温的函数，我们发现两种测试的结果几乎一致（如图9所示） 。两条几乎电感测量重合的光通量和结温的曲线表明，在我们两种测试中 LED芯片和其封装有着一样的光输出特性。
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