功率型LED结温检测与ANSYS仿真分析.pdf

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1、硕士学位论文题目:功率型LED结温检测与ANSYS仿真分析研究生漆琴专业电子与通信工程指导教师胡永才教授完成日期2014年12月万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文功率型LED结温检测与ANSYS仿真分析研究生：漆琴指导教师：胡永才教授2014年12月万方数据DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterHighpowerLEDjunctiontemperaturemeasurementandANSYSsimulationanalysisCandidate:Q

2、iQinSupervisor:HuYongcaiDecember,2014万方数据杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学

3、位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文摘要LED（lightemittingdiode,发光二极管）是一种可将电能转变为光能的半导体发光器件，本文主要围绕LED结温热问题所引起的光电特性影响而展开研究，主要提出间接

4、LED结温测试方案与ANSYS仿真分析。间接式LED结温测试方案主要采用电压法测量结温的原理，由半导体伏安特性关系式和反向饱和电流关系式，推导出LED结温与正向电压存在近似线性关系，即电压法的原理推导。基于这个原理，采用最小二乘法线性拟合求出小电流下的K系数值，并求出结温。通过对同一批次同一型号的LED器件进行K系数值测试，证实具有相同制造工艺的同一批次同一型号LED的K系数值很接近，K系数最大最小差值仅为5.7%。论文对小电流结温测试中存在的不足进行相关阐述，提出大电流LED结温测试方案，大电流LED结温测试方案基于LED瞬态热学方程式，根据瞬

5、态热学方程式推算出LED导通的初始电压，并与结温进行拟合得到大电流下的K系数值，根据此K系数值计算出最后的工作结温。实验对六组功率型LED样品分别进行小电流结温测试、大电流结温测试和红外热成像测试，通过对测试结果进行比较分析，证实大电流测试方案的可行性。ANSYS仿真分析主要是结合Pro/E强大的建模功能和ANSYS完善的热分析功能，模拟分析LED器件温度分布。采用薄膜铂电阻精确测量LED器件局部温度，根据局部温度确定ANSYS热仿真中的空气对流系数的取值，从而使得仿真结果更加准确。将此方法分别与标准电压法和红外热像法实测结温结果作对比，利用该方

6、法获得的仿真结果与电压法和红外热像法实测结果具有很好的一致性，实验结果说明模型建立和ANSYS仿真分析过程是正确的，证实ANSYS热仿真分析可以作为一种有效的LED结温估测方法。同时利用ANSYS有限元热仿真法还分析了三芯片COB封装LED温度分布，证实在透明硅胶区域范围内，随着芯片间距的不断增大，三芯片表面温度分布越来越均匀，其最高芯片结温也随着芯片间距的增大而变小。关键字：发光二极管，结温测量，ANSYS仿真，红外测温，电压法测温I万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTLED(lightemittingdiode,lightem

7、ittingdiode)isakindofsemiconductordevicewhichcanconvertelectricalenergyintolightenergy.Inthisarticle,wefocusedonthejunctiontemperatureheatissuesthatcouldcausetheproblemsofLED’sphotoelectricalproperties.ThemainarticleproposedtheindirectLEDjunctiontemperaturetestingprogramandAN

8、SYSsimulationanalysis.Theindirect-typemainlyusedthebasicprincipleoft