应用指南发光二极管

NCSU434A (U280)
热设计目录
1. 前言..............................................................................2
2. 结点温度（TJ）的计算方法.....................................2
3. TS测量点.......................................................................2
4. 不同散热结构下的TJ测量结果 ................................3
5. 注意事项 .....................................................................4
6. 最后..............................................................................4

本应用指南中记载的型号 NCSU434A 是日亚产品的型号名，和有（或可能有）商标权的
其他公司产品不同（不类似）、也没有任何关联。

日本日亚化学工业株式会社
http://www.nichia.co.jp
491 Oka, Kaminaka-Cho, Anan-Shi, TOKUSHIMA 774-8601, JAPAN
Phone: +81-884-22-2311 Fax: +81-884-21-0148
本文包括暂定内容，日亚公司有权不经公告对其进行修改。

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应用指南
1. 前言
LED 会因为自身的发热使光输出发生下降。如果结点温度（TJ）超过绝对最大额定值（TJMAX），LED 的可靠性会受到极大影响。为了保证 NCSU434A（以下简称为“本产品”）的高性能和高可靠性，必须进行散热设计，避免结点温度（TJ）超过绝对最大额定值（TJMAX）的 110℃。
在本应用指南中，日亚使用安装有 1 粒 LED 的电路板，在 2 种不同散热结构下对结点温度（TJ）进行了
评价，以供客户在热设计中参考。

2. 结点温度（TJ）的计算方法
可以使用以下方程式计算出结点温度（TJ）。
TJ = TS + RθJS × W发光二极管TJ =结点温度：℃
TS=焊点温度（芯片散热部）：℃
RθJS= 从结点到 TS 测量点的热阻：℃ / W
W=输入功率（IF×VF）：W本产品的特性参数如下所示。
NCSU434A
项目U280条件

RθJS (℃/W)

-典型值
12.6

VF (V)

IF=100mA

5.3

最大值15.1-

绝对最大额定值（TS=25℃时）IFMAX (mA)

150

IFPMAX (mA)

200

Topr (℃)-10～85TJMAX (℃)

110

IF ： 正向电流 (mA)
IFP ： 脉冲正向电流 (mA)
IFP 条件：脉冲宽度 ≤10ms、占空比 ≤1/10
Topr ：工作温度 (℃)
图 1 “TS vs. 容许正向电流”特性

3. TS 测量点CathodeMark
负极标志TS 测量点Ts
Point
Cathode负极Anode正极

图 2 TS 测量点
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应用指南
4. 不同散热结构下的 TJ 测量结果使用安装有 1 粒 LED 的电路板，对 2 种不同散热结构下的 TJ 进行了确认。
散热结构 4-1 1 粒 LED 电路板+散热器 A电路板规格如下所示。

发光二极管厚度(mm)电路板尺寸(mm)
铜基板铜箔
绝缘层
0.105
0.120
1.530×30※铜箔和铜基板的导热系数为 390 W/m・K、绝缘层的导热系数为 4.5 W/m・K。

照片 1 安装状态图 3 电路板安装时结构散热器 A 的规格如下所示。
散热器A
尺寸(mm)
基板厚度(mm)材质
50×38×t25
5铝
※散热膏的导热系数为 5.3 W/m・K。

鳍片数8

鳍片
尺寸(mm)
1×38

热阻
(℃/W)
5.70

排列
8×1

散热结构 4-1 时的测量结果如下表所示。
TA (℃)

产品波长分档

25NCSU434A

U280

IF (A)
0.100.15

VF (V)
5.1
5.2

W (W)0.50.8TS (℃)
3234

TJ (℃)
4046

电路板
散热膏
散热器 A
照片 2 评价光源的散热结构

根据测量结果，使用散热器 A、驱动电流为 0.15A 时，TJ 相对 TJMAX 留有充分余地。
接下来将对使用更大尺寸散热器时的 TJ 进行评价。

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应用指南散热结构 4-2 1 粒 LED 电路板 + 散热器 B
散热器 B 的规格如下所示。
散热器B材质
尺寸(mm)
基板厚度(mm)
53×53×t35
4铝
※散热膏的导热系数为 5.3 W/m・K。

鳍片
尺寸(mm)
0.8×9鳍片数
64

热阻
(℃/W)
4.25

排列13×5散热结构 4-2 时的测量结果如下表所示。
TA (℃)

产品波长分档

25

NCSU434A

U280

VF (V)
5.0
5.2IF (A)
0.100.15W (W)
0.50.8TS (℃)3033

TJ (℃)
3845电路板散热膏发光二极管散热器 B
照片 3 评价光源的散热结构

根据测量结果，将散热器 A 更换为更大尺寸的散热器 B 时，散热性能提高，TJ 比使用散热器 A 时更低。

5. 注意事项
在使用散热器的自然空冷时，根据散热器的设置朝向的不同，散热性能也会出现差异。如果不能及时散发热气，TS 会升高较大。因此在散热器的设置朝向上不妨碍空气流动非常重要。日亚是让散热器鳍片向侧面的状态下设置散热器，这样热气可以从上部排出（如图 4 所示）。
因此在客户产品的设计中也应该考虑到散热器的朝向。

照片 4 让鳍片向侧面设置（日亚设置朝向）照片 5 让鳍片向下设置（妨碍空气流动的朝向）图 4 让鳍片向侧面设置时的
散热路径示意图6. 最后
只安装有 1 粒 LED 时，使用散热器自然冷却就可以使 TJ 相对 TJMAX 留有充分余地。另外加大散热器尺寸可以使 TJ 降低更大。
在需要使用复数 LED 时，因为 LED 会受相邻 LED 发热的影响，不容易散热。因此可以使用加大 LED
间距、加大散热器尺寸、或追加风扇强制冷却等方法，并在充分验证后选择适当的方法散热。
备注：即使超过以下条件之一，日亚都不对本产品的使用进行保证。
IF ≤ 绝对最大额定值：0.15A、TJ ≤ 绝对最大额定值：110℃。
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