LED设计与热分析
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LED 设计

LED设计与热分析计算工具

实时计算壁面电源效率(WPE)、结温、光通量和分Bin选择。通过驱动电流-效率曲线快速确定最优工作点。集成光学设计与热设计的实用LED工程工具。

LED与驱动参数
LED类型
正向电流 I_f350 mA
正向电压 V_f (25℃)3.20 V
WPE @ 350mA (25℃)45.0 %
标准光通量 Φ₀120.0 lm
θ_j-s(LED封装)5.0 K/W
θ_s-a(散热器)3.0 K/W
环境温度 T_a25 ℃
光通量温度系数 δΦ/ΔT-0.50 %/℃
V_f 温度系数 dV/dT-2.0 mV/℃
T_j 结温 [℃]
工作光通量 Φ [lm]
发光效率 [lm/W]
输入功率 P_in [W]
驱动电流 vs 光通量·发光效率
结温 vs 光通量维持率
光通量分Bin参考表(ANSI/IES)
Bin光通量范围 (lm)典型用途当前设计

LED热设计与光学设计理论

输入功率与光能:

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

发热量与热阻:

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

温度修正后光通量:

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

发光效率:

$$\eta_{lm/W} = \frac{\Phi(T_j)}{P_{in}}$$
热设计注意: 实际工程中,LED结温通常通过焊点(T_solder)或基板温度(T_board)处的热电偶测量值来推算,因此θ_j-s的精度是设计关键。IES TM-21定义的L70寿命(光通量降至初始值70%的时间)强烈依赖于T_j——T_j每升高10℃,L70寿命约减半。ANSI/IES光通量分Bin标准对确保批次间一致性至关重要。