led的热阻、导热系数和温度系数
1、什么是热阻
热阻(Heatresistent) 是物体对热量传导的阻碍效果。热阻的单位为℃/W, 即物体持 续传热功率为1W时,导热路径两端的温差。
热阻定义的公式为
Rth=(Tj-Tx)/P
式中 Rth—— 热阻;
Tj——LED 芯片的结温; Tx——到某点的温度;
P——两点之间传递的热量。
可见热阻大传热的效果就差。降低芯片的热阻可从Rth=d/λA 得知,对于散热的通道来 说,长度越短越好,面积越大越好,
导热系数λ越大越好,环节越少越好。目前散热较好的 功率LED 热阻≤10℃/W, 国内报道最好的热阻≤5℃/W, 国外可达热阻≤3℃/W,
如做到 这个水平可确保功率LED 的寿命。
2、导热系数
导热系数 (Heat Transfer Coefficient) 是衡量导热能力的物理量。其定义是:导热系数 是指传递热量的物质厚度为1m 、面积为1m²,
两壁面的温差为1℃时,每小时(h) 通过的传热量,单位为W/mK (读作:瓦每米每开,K 表示的是开氏温度),或W/m℃, 因为其 差值
是一样的。
导热系数和材料热阻的关系为
Rth=d/ λA
式中 Rth— 热 阻 ;
d—— 材料厚度;
λ — — 导热系数;
A——面积。
表明热阻与厚度成正比,与导热系数和面积成反比。
导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低 的材料,导热系数较小。材料的含水率高、温度较低时,导热系数较小。通常把导热系数在 0.05W/m℃以下的材料称为高效保温材料。
其他常用的热传导系数参考如下:1070铝合金226;1050铝合金209;6063铝合金201;氮化铝陶瓷200;6061铝合金155;压铸铝96;氧化铝陶瓷24;导热金属胶20~24; 导热硅脂1.5~6;铝基板0.8~3;硅胶导热绝缘垫2.45;导热胶0.8~3;导热灌封胶0.6;
环氧树脂的PCB板0.2~0.8;环氧树脂0.19;空气0.03;这里可以看到陶瓷其导热性能比 铝基板还强10倍。
3、温度系数
温度系数(Temperature Coefficient)是指器材的参数与温度的关系。正温度系数 (Positive Temperature Coefficient,PTC)表示随着温度的升高电学参数变大,泛指正温度
系数很大的半导体材料。负的温度系数 (Negative Temperature Coeficient,NTC)泛指负
温度系数很大的半导体材料或元器件。
常用材料的导热系数对照表
材料 | 碳纳米 | 钻石 | 银 | 纯铜 | 金 | 纯铝 | 铝合金 | 锌 | 钢材 | 黄铜 | 纯铁 | 锡 | 玻璃 | 瓷器 | 水 |
导热系数[W/(m ·K] | 6000 | 2300 | 429 | 401 | 315 | 237 | 162 | 121 | 58 | 109 | 80 | 67 | 6.2 | 1.5 | 0.54 |

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