發(fā)布時間：2017-08-08 00:24

  本文關(guān)鍵詞：大功率LED結(jié)溫在線測量及熱阻軟測量研究

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【摘要】：大功率LED以低功耗、高效率和長壽命等優(yōu)點,迅速在照明領(lǐng)域崛起并成為第四代綠色光源。雖然近年來LED的發(fā)光效率不斷提高,但是仍有大約70%的電能轉(zhuǎn)化為熱能,結(jié)溫已成為制約LED發(fā)展的瓶頸,需提高LED器件的散熱能力。熱阻是影響散熱能力的重要因素,一般的LED熱阻測量技術(shù)只能測量其整體熱阻,不能對LED內(nèi)部各層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱能力做出評價。本文圍繞大功率LED結(jié)溫在線測量及熱阻軟測量進行研究,通過程序?qū)ED器件瞬態(tài)降溫數(shù)據(jù)進行數(shù)值計算,無損檢測出LED器件內(nèi)部各層結(jié)構(gòu)的熱阻。主要工作及結(jié)論如下:(1)對LED結(jié)溫及熱阻的測量原理進行了研究,分析了LED中三種基本傳熱方式:熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對流。對電阻電容網(wǎng)絡(luò)和熱阻熱容網(wǎng)絡(luò)進行了類比分析,提出了利用電學(xué)RC網(wǎng)絡(luò)模型等效分析LED熱阻熱容的方法。(2)提出了小電流K系數(shù)法測量LED結(jié)溫的方法,介紹了利用瞬態(tài)熱響應(yīng)法測量LED器件各層結(jié)構(gòu)熱阻的測量流程,推導(dǎo)了熱阻軟測量算法的數(shù)學(xué)模型,對算法中的兩個關(guān)鍵計算即包括反卷積和模型變換進行了推導(dǎo),提出了利用傅里葉反卷積和Foster網(wǎng)絡(luò)模型轉(zhuǎn)換到Cauer模型的方法。(3)開發(fā)了LED器件熱阻軟測量軟件,實現(xiàn)了導(dǎo)入瞬態(tài)降溫數(shù)據(jù)即可分析計算出LED器件每一層結(jié)構(gòu)的熱阻,并通過與國際標準熱測試儀器T3Ster測量的熱阻結(jié)構(gòu)函數(shù)曲線進行對比分析,驗證了熱阻軟測量算法的正確性以及測量軟件的可行性。(4)選取了市場上常用的三種封裝的LED樣品器件,采用大功率LED結(jié)溫在線測量及熱阻軟測量技術(shù)研究了熱阻測量問題,得到了樣品的熱阻結(jié)構(gòu)函數(shù)曲線,從曲線上能讀取LED芯片層、焊料層、基板層以及導(dǎo)熱層的熱阻值。通過每一層的熱阻值大小分析了各層的導(dǎo)熱能力,指出此類LED燈珠封裝設(shè)計中應(yīng)進行優(yōu)化的結(jié)構(gòu)層。
【關(guān)鍵詞】：LED 結(jié)溫 在線測量 熱阻 軟測量 瞬態(tài)降溫
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN312.8
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 概述8-11
• 1.1.1 課題來源8
• 1.1.2 研究背景及意義8-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 LED結(jié)溫測量研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 LED熱阻測量研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文研究的內(nèi)容及安排13-15
• 第2章 大功率LED結(jié)溫及熱阻測量原理15-21
• 2.1 LED結(jié)溫測量原理15-17
• 2.2 LED熱阻測量原理17-20
• 2.2.1 熱阻概念17
• 2.2.2 LED中的傳熱方式17-18
• 2.2.3 LED熱阻的等效電路模型18-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 第3章 大功率LED結(jié)溫及熱阻測量算法研究21-32
• 3.1 LED結(jié)溫及熱阻測量模型21-27
• 3.1.1 LED結(jié)溫測量21
• 3.1.2 LED熱阻測量21-22
• 3.1.3 LED熱阻熱容網(wǎng)絡(luò)模型和時間常數(shù)22-25
• 3.1.4 LED熱阻熱容結(jié)構(gòu)函數(shù)25-27
• 3.2 采用瞬態(tài)熱響應(yīng)測量LED熱阻的反卷積算法研究27-29
• 3.3 采用瞬態(tài)熱響應(yīng)測量LED熱阻的模型轉(zhuǎn)換算法研究29-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 大功率LED熱阻測量軟件設(shè)計及其測量實驗32-57
• 4.1 LED熱阻測量軟件簡介32-34
• 4.1.1 MATLAB簡介32-33
• 4.1.2 軟件運行步驟33-34
• 4.2 LED熱阻測量軟件程序設(shè)計流程34-35
• 4.3 LED熱阻測量軟件編制35-46
• 4.3.1 K系數(shù)標定與結(jié)溫測量35-39
• 4.3.2 數(shù)據(jù)平滑與曲線擬合39-41
• 4.3.3 對降溫函數(shù)進行求導(dǎo)41-42
• 4.3.4 傅里葉反卷積42-43
• 4.3.5 Foster網(wǎng)絡(luò)模型與Cauer網(wǎng)絡(luò)模型變換43-46
• 4.4 LED結(jié)溫及熱阻測量實驗方案46-48
• 4.4.1 實驗樣品46-47
• 4.4.2 實驗設(shè)備47-48
• 4.4.3 實驗條件48
• 4.5 LED樣品器件K系數(shù)標定48-49
• 4.6 LED結(jié)溫及熱阻測量步驟與結(jié)果49-55
• 4.6.1 LED結(jié)溫及熱阻測量步驟49
• 4.6.2 LED結(jié)溫及熱阻測量結(jié)果49-55
• 4.7 LED熱阻測量結(jié)果分析55-56
• 4.8 本章小結(jié)56-57
• 第5章 總結(jié)與展望57-59
• 5.1 總結(jié)57-58
• 5.2 展望58-59
• 參考文獻59-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果63

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：637467