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我一直听说 LED "不会烧坏"，可是汽车前照灯和路灯还是经常换。它们也有寿命吗？
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观察得很到位。和白炽灯不一样，LED 不会因为"灯丝断了"而瞬间变黑，而是用上几千小时之后会慢慢变暗。这就是"光通量维持率下降"，行业里把光通量降到初始值 70% 的时间称为 L70，并把它当作真正的寿命。可以把 LED 理解成"变暗即寿终"。
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那 L70 就是"变暗为止的时间"啦。怎么做才能让它慢一点变暗呢？我移动滑块时寿命会剧烈变化，挺有意思的。
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影响最大的就是结温 T_j——也就是 LED 半导体芯片本身的温度。经验规律是：T_j 每降 10°C，寿命大约翻一倍；每升 10°C，寿命减半。这就是 Arrhenius 定律。本工具按 L = L_ref · 2^((85 − T_j)/10) 进行建模。所以如果散热器能让 T_j 下降 10°C，设计寿命就会整倍数地变化。
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那 T_j 到底怎么算呢？毕竟不能在芯片上直接插温度计吧？
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巧的是，"温差 = 热 × 热阻"和欧姆定律 U = I·R 完全是同一形式。LED 消耗的功率中未转化为光的部分（热 P_thermal），从芯片经过若干热阻串联流到环境空气。具体是 R_thJC（芯片→壳）、R_thCS（壳→散热器）、R_thHA（散热器→环境）三段串联，记总和为 R_th_total，则 T_j = T_a + P_thermal × R_th_total。按默认值 I=350 mA、V=3.2 V、效率 130 lm/W、各 R_th = 5 + 0.3 + 3 计算，可得 P_total = 1.12 W、P_thermal ≈ 0.91 W、T_j = 25 + 0.91 × 8.3 ≈ 32.5°C，与本工具的输出一致。
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和电阻网络完全一样的思路！那把散热器做大、把 R_thHA 降下来，T_j 就会下降、寿命就会延长？
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没错。试着把右侧的 R_thHA 从 3 K/W 改到 1 K/W：T_j 会显著下降，预测寿命甚至会跃升一个数量级。不过有两点要注意：第一，R_thJC 由 LED 封装决定，用户侧改不了，所以 R_thCS（导热硅脂、MCPCB）和 R_thHA（散热器）才是现实可控的手段；第二，像汽车前照灯腔内，T_a 会高达 60～85°C，再大的散热器也压不住 T_j。这种情况通常把 I_F 降到 70% 左右，从根上减小 P_thermal。
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"R_thJC 改不了"这点很关键。那发光效率呢？效率越高发热越少、T_j 也越低，对吗？
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原理上确实如此。本工具用 P_optical = P_total × (η/683) 近似光功率，η 越大流向热的比例越少。最新的白光 LED 已超过 200 lm/W，相比五年前热负荷大幅下降。另外本工具中效率本身也会随 T_j 上升以约 0.5%/°C 衰减，所以热设计不到位就会陷入"效率下降 → 发热增加 → 寿命缩短"的恶性循环。Cree XLamp、Lumileds Luxeon 等大功率 LED、植物工厂的栽培用 LED、户外照明、Micro-LED 显示等热密度高的应用，T_j 管理就是质量的关键。
结温 T_j 等于环境温度 T_a 加上"热耗散 P_thermal × 总热阻 R_th_total"，即 T_j = T_a + P_thermal · R_th_total。P_thermal 是 LED 输入功率中未转化为光的部分（P_total − P_optical），R_th_total 是 R_th-JC（结到壳）+ R_th-CS（壳到散热器）+ R_th-HA（散热器到环境）三段串联之和。在本工具输入 I_F、V_F、效率和各段热阻，即可立即得到 T_j 与预测寿命。
LED 的封装树脂、荧光粉和焊接层会随时间发生化学劣化，该过程符合 Arrhenius 规律。本工具采用经验公式 L_pred = L_ref · 2^((T_ref − T_j)/10)，参考点为"85°C 时 50,000 小时"。把 T_j 从 85°C 降到 75°C 寿命约翻倍，升到 95°C 则约减半。L70（光通量维持 70%）按预测寿命的 0.7 倍取值。
L70 指光通量降到初始值 70% 所用的时间，是照明行业的标准寿命指标。LED 不会"灯丝烧断"，而是逐渐变暗，因此 ENERGY STAR、LM-80 和 TM-21 等规范都把 L70 作为性能寿命。住宅 LED 照明一般要求 25,000～40,000 小时 L70，户外路灯则常常要求 50,000 小时以上。请把本工具给出的"预测寿命"和"L70 寿命"与 T_j 一起看，并与设计目标比较。
四种主要手段：(1) 增大翅片面积（优化翅片数量、高度和厚度）；(2) 由自然对流改为强制对流（加风扇）；(3) 表面阳极氧化或黑色涂层以增强辐射散热；(4) 引入热管或均热板使热量快速扩散。铝挤型翅片自然对流约 3～5 K/W，加风扇可降到 0.5～1 K/W。把本工具中的 R_thHA 从 3 K/W 降到 1.5 K/W，可以看到 T_j 明显下降、寿命呈指数级增长。
汽车前照灯与尾灯：发动机舱内环境温度 60～85°C 较为严酷，无风的怠速工况还会再升高 10°C 以上。Cree XLamp、Lumileds Luxeon 等 1～10 W 级 LED 多颗排布使用，需要用本类工具核算最严苛工况下 T_j 是否仍低于截止温度（多为 125°C）。一般沿降额曲线把 I_F 控制在最大值的 70～80%。
户外照明、路灯与体育场照明：常要求 L70 = 50,000 小时（按每晚 12 小时使用约 11 年），并被写入 ENERGY STAR、DLC 等规范。通常用铝挤型翅片在自然对流下把 R_thHA 控制在 1～2 K/W，使 T_j 保持在 70°C 左右，从而延长高维护成本户外灯具的实际寿命。
植物工厂与栽培用 LED（尤其是高 PPFD）：草莓、生菜等全人工光型植物工厂，为达到 PPFD 300～600 μmol/m²/s 会把 LED 密集布置。红、蓝、远红 LED 几乎 24 小时点亮，散热不足会在几千小时内造成光照下降，直接影响产量。配合本工具的 L70 寿命与 R_thHA 一起规划，可在整个栽培周期内保持光量稳定。
Micro-LED、UV LED 与激光照明的热设计：高像素密度的 Micro-LED 显示，以及医疗、水处理用 UV-C LED（杀菌波长 265 nm），热密度极高。即便 R_thJC 只有 3～5 K/W，局部芯片温度仍可超过 150°C。需要采用"直接焊到子基板""铜基 MCPCB""均热板"等先进封装，把 R_thCS 压到 0.1 K/W 以下，本工具可用于这类改善幅度的快速估算。
第一个陷阱是认为"壳温 T_c 低，结温 T_j 就一定低"。规格书上的 T_c 是 LED 封装底面的温度，真正的芯片温度 T_j 还要加上 P_thermal × R_thJC。本工具会分别给出 T_c 与 T_j；对于 R_thJC 为 5～15 K/W 的大功率 LED，当测得 T_c = 60°C 时，T_j 可能已达 80～100°C。寿命预测和效率推算必须以 T_j 为准；规格书寿命表如未特别说明，全部以 T_j 为基准。
第二个陷阱是"把 25°C 的发光效率（lm/W）当作常量直接使用"。本工具将效率按约 0.5%/°C 随 T_j 上升而衰减，但实际产品衰减更陡的情况并不少见。尤其是红色 LED，比蓝色对温度更敏感，有的产品在 85°C 时光通量下降 20% 以上。在 RGB 混合光照明中，温度上升只让红色分量下降，会使色温朝偏高方向偏移，这是现场常见问题。色彩要求高的应用必须查阅规格书的"结温 vs 光通量"曲线。
第三个陷阱是认为"导热硅脂涂厚一点散热更好"。事实正好相反：TIM（导热硅脂、导热垫）越薄越均匀，R_thCS 才越低。硅脂的导热率不到铝的 1/100，0.1 mm 与 0.3 mm 厚度对应的 R_thCS 可相差三倍。MCPCB 拧到散热器上时，应按推荐扭矩均匀拧紧，硅脂应"薄到几乎看不见"才是正确做法。把本工具的 R_thCS 从 0.3 K/W 改到 1.0 K/W，可以明显看到 T_j 上升。