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La résistance thermique d’une LED est essentiellement le fruit des résistances thermiques induites par les interfaces entre les divers éléments qui la constituent. Ces derniers étant en série, on additionne leur valeur pour déterminer la résistance thermique totale. Les LEDs sont montées sur des dissipateurs afin de favoriser l’évacuation de la chaleur produite par la jonction. La résistance thermique entre la jonction et l’air ambiant est la somme de trois résistances thermiques :

  • Résistance thermique entre la jonction et le boitier (case) RθJ-C. Elle est imposée par le constructeur. L’utilisateur ne peut pas la contrôler. C'est de la conduction
  • Résistance thermique entre le boitier et le refroidisseur RθC-B. Les LEDs peuvent être vendues soudées ou non sur un support. Elle est le fruit de l’interface entre le boitier et le dissipateur. Sa valeur n’est généralement pas négligeable car il faut souvent isoler électriquement le boitier du dissipateur. C'est de la conduction.
  • Résistance thermique entre le refroidisseur et l’air ambiant RθB-A. L’utilisateur choisi son dissipateur thermique. Ils peuvent être extrêmement simples mais pour avoir des performances élevées ils doivent être dotés de formes très étudiées. C'est de la convection

Ordres de grandeur :

Dans l’absolu, la jonction, le pad thermique (slug) et le dissipateur possèdent une résistance thermique. Toutefois ces dernières sont négligeables comparé aux résistances thermiques causées par les interfaces qui sé parent ces éléments.

Le pad thermique est constitué de cuivre (λ cuivre = 400 W/m/K). On peut modéliser cette pièce par un cylindre de 1 cm de diamètre et de 5mm de long.

Sachant que  l'on a

Formule de la résistance thermique

Voir aussi

-Analogie thermique de la loi d'Ohm

Documents constructeur

Thermal management design of power LEDs (Nichia)

LUXEON Thermal Design Guide (Philips Lumileds)

Thermal management guide (Seoul Semiconductor) - Plsu disponible au téléchargement


 

EuroLED

 

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