基于多点温度测量的大功率LED实时热阻分析

摘要

随着半导体照明技术的不断发展，LED已经被应用于越来越多的照明领域，大功率LED也就应运而生。但是，伴随着LED功率的逐渐增大，散热问题就变得极为突出了。而热阻作为衡量散热性能好坏的关键参数，对它的分析就具有重要的理论及实际意义。热阻过大会使温度过高，直接影响了大功率LED波长、发光效率、正向压降以及使用寿命等。因此，本文提出了一种基于多点温度测量的大功率LED实时热阻分析方法。
　　 首先，本文对大功率LED热阻做了深入的调研工作，详细的说明了本课题的研究目的与意义以及大功率LED热阻的研究现状。详细阐述了大功率LED热阻分析的基本理论基础，包括大功率LED热量传递的基本方式、大功率LED热阻的基本概念以及热阻的分析方法。根据对热阻基本理论的研究，提出了一种基于多点温度测量的热阻分析方法。
　　 然后，为了实现基于多点温度测量的热阻分析，本文根据分析方法设计了数据采集方案，主要包括多点温度数据测量、电压电流信号采集及转换和RS-232串行通信模块。完成整个设计后，以一大功率LED灯具为例，详细阐述了热阻的分析方法。并且通过VC++实现了在计算机上面对暂态和稳态热阻的实时分析，包括热阻以及热阻分析的主要参数的显示，并将热阻分析应用于铝基板散热性能的优化中。另外，本文将Hilbert-Huang变换应用于热阻分析中，进一步对数据实现了去噪处理:先将热阻数据通过EMD算法获得有限数目的IMF，再应用Hilbert变换对IMF处理，获得信号的Hilbert谱，判断噪声信号，实现了对数据的进一步分析和处理。
　　 最后，本文对大功率LED热阻分析的不确定度进行了计算，验证了整个分析方法的真实性和可靠性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的目的和意义

1．2 国内外研究状况与发展趋势

1．3 研究内容及安排

第2章 大功率LED热阻及其相关理论

2．1 大功率LED热量传递的基本方式

2．1．1 热传导

2．1．2 热对流

2．1．3 大功率LED的热传递

2．2 大功率LED的热阻及其模型

2．2．1 大功率LED热阻的基本概念

2．2．2 大功率LED热阻的模型

2．3 大功率LED热阻的分析方法

2．3．1 单芯片的热阻分析方法

2．3．2 多芯片的热阻分析方法

2．4 本章小结

第3章 基于多点温度测量的热阻分析

3．1 数据采集方案设计

3．1．1 数据采集系统的硬件设计

3．1．2 数据采集系统的软件设计

3．2 大功率LED实时热阻分析

3．2．1 热阻分析的测温点分布

3．2．2 实时热阻分析

3．2．3 热阻分析实例

3．3 基于Hilbert-Huang变换的热阻分析

3．3．1 EMD算法的基本原理

3．3．2 基于EMD的Hilbert-Huang变换

3．4 本章小结

第4章 大功率LED热阻分析的不确定度分析

4．1 不确定度分析的理论基础

4．1．1 不确定度分析的意义

4．1．2 不确定度的影响因素及分类

4．1．3 不确定度的分析方法

4．2 热阻分析的不确定度分析

4．2．1 电压和电流测量的不确定度分析

4．2．2 热阻的不确定度分析

4．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢