大功率LED的光学模型

大功率LED的光学模型

2.1　LED光学结构分析
　　功率LED主要包括几个部分,LED发光芯片、反光杯、连接正负极分金线、粘合剂、环氧树脂等。如图4所示。

2.2　光学模型的抽象与建立从LED芯片出来的光,要经过多层反射和折射,从透镜表面射出,其光学模型比较复杂。影响反光二极管出光因素很多,忽略掉次要因素,单个发光二极管的发光强度分布主要取决于以下三个方面:(1)LED芯片的大小和位置;(2)支架反射碗的形状和尺寸;(3)透镜的形状和尺寸。

在建立LED光学模型时,做出几点假设
(1)光从芯片随机出射,满足Lambertian分布;
(2)考虑光线反射与折射的时候,主要集中在芯片与反射碗,反射碗与树脂,树脂与空气接触面,其它不予考虑;(3)分析光的传输的时候,除去光子的吸收、再循环、以及电性、温度的影响[4];(4)反射碗当成理想的全反射;(5环氧中加入散射剂时当成体积散射处理。
　　基于以上抽象和假设,根据大功率LED的图5　实测相对光强角度分布图尺寸,在光学仿真软件tracepro中建立LED光学模型,设置好各项属性,仿真其出光效果图。

2.3　样品仿真效果和实际测量效果的比较

对本公司生产的某种大功率管,在LED光谱ö角度分布分析仪测量其光强分布图,其相对光强角度分布图如下。根据上述分析,在tracepro中建立好LED光学模型,仿真其光强角度分布。比较仿真结果和实际测量结果,取10°,20°,30°处实测光强和仿真值的比较,实测光强值占峰值的比例分别是96%,71%,50%,仿真结果光强相对峰值的比例分别为96.2%,74.4%,51.3%;因此,仿真配光曲线在一定误差范围内很好反映出光强分布走势,对实际的封装设计有很好的指导意义。

图4　角度与对应总光通量比值示意图

图5　实测相对光强角度分布图

大功率LED封装结构的仿真设计:http://www.elecfans.com/soft/72/2008/2008102711106.html