LED設計・熱解析
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LED Design

LED設計・熱解析シミュレーター

壁面電力効率(WPE)・ジャンクション温度・光束・ビン選択をリアルタイム計算。駆動電流-効率カーブで最適動作点を即座に特定。光学設計と熱設計を統合した実務向けLEDエンジニアリングツール。

LED・駆動パラメータ
LEDタイプ
順電流 I_f 350 mA
順電圧 V_f (25℃) 3.20 V
WPE @ 350mA (25℃) 45.0 %
光束 (標準) Φ₀ 120.0 lm
熱抵抗 θ_j-s (LED) 5.0 K/W
熱抵抗 θ_s-a (ヒートシンク) 3.0 K/W
雰囲気温度 T_a 25 ℃
温度係数 (光束) δΦ/ΔT -0.50 %/℃
温度係数 (V_f) dV/dT -2.0 mV/℃
T_j ジャンクション温度 [℃]
動作時光束 Φ [lm]
発光効率 [lm/W]
入力電力 P_in [W]
駆動電流 vs 光束・発光効率
ジャンクション温度 vs 光束低下率
フラックスビン参考表(ANSI/IEC準拠)
ビン光束範囲 (lm)代表用途現在の設計

LED熱・光学設計理論

入力電力と光エネルギー:

$$P_{in} = V_f \cdot I_f, \quad P_{opt} = \eta_{WPE} \cdot P_{in}$$

発熱量と熱抵抗:

$$P_{heat} = P_{in}(1 - \eta_{WPE}), \quad T_j = T_a + P_{heat} \cdot (\theta_{j\text{-}s} + \theta_{s\text{-}a})$$

温度補正後光束:

$$\Phi(T_j) = \Phi_0 \cdot \left[1 + \delta_\Phi \cdot (T_j - 25)\right]$$

発光効率(ランプ効率):

$$\eta_{lm/W} = \frac{\Phi(T_j)}{P_{in}}$$
熱設計注意: LEDのT_jは実態では熱電対の取り付け位置(T_solder, T_board)から推算するケースが多いため、θ_j-sの精度が設計の鍵です。IES TM-21で定義されるL70寿命(光束が初期値の70%になる時間)はT_jに強く依存し、T_j が10℃上昇するとL70寿命はほぼ半減します。ANSI/IESのフラックスビン基準は製品ロット間での一貫性確保に必須です。

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