LED是復雜的設備。LED不僅存在與半導體設計和操作相關的常見問題，而且LED主要用于發光。因此，光學涂層、光束管理裝置如反射器和透鏡、波長轉換熒光體等存在進一步的系統復雜性。盡管如此，熱量管理對于可靠的固態照明(SSL)產品而言至關重要。此外，您需要了解如何在靜態和瞬態背景下冷卻LED。

　　對于LED，需要遵守兩個熱管理參數。一個是所需的工作溫度，另一個是最高工作溫度。通常，所需的工作溫度需要盡可能低。實現這一點可以確保高電光效率、良好的光譜質量和長的器件壽命。在高溫下操作不僅會降低LED產生的光，而且質量和數量方面也會降低，最終會觸發許多故障機制。

　　LED制造商對這些缺陷很精通，能夠設計出高達130°C結溫的產品。由于LED封裝的熱阻，印刷電路板(PCB)的溫度約小10°C。假如高于額定結溫，每上升10°C，LED壽命約減一半。

　　將電子轉換為聲子，LED效率相對較低。高亮度白光LED可以達到40%的效率，而UVC LED可能只有5%的效率。在這兩種情況下，必須通過傳導去除剩余的熱量以防止過熱。這是LED光源或照明設計師的責任。

　　靜態冷卻LED

　　將LED保持冷卻的常規方法是將LED器件安裝在散熱器上。來自LED的熱量通過傳導進入散熱器，然后散發到空氣中。假如熱量被水或其他流體除去，散熱器有時被稱為冷板，因為相關聯的散熱系統經常要設計工作流體處于低于室內環境的固定溫度。

　　從LED到散熱片能否有效運輸熱量取決于高導熱性的材料。 例如，從圖1的圖表中可以看出，銅優于鋁和黃銅，又優于不銹鋼。　　

圖1. 材料具有不同程度的導熱性。

　　雖然銅在這些金屬中是最佳的熱導體，但是導熱系數與材料的厚度無關。通過材料傳導傳遞熱量的能力主要跟熱阻有關，厚度越厚，熱阻越大。

　　電介質和氣流

　　例如，中高功率LED陣列通常建立在導熱PCB上。在頂面，有銅板與LED進行電連接，而在下面有一塊鋁來傳導熱量。在銅和鋁之間有一電介質層，以防止銅板對鋁的電短路。各制造商在選擇介電材料方面采取了不同的方法，從有機材料到無機化合物，涵蓋了整個光譜。如圖2所示，熱電阻最小的電介質材料幾乎是一個數量級的，可以應用最薄的電介質材料，同時仍能提供所需的絕緣隔離。　　

圖2. 電介質材料的厚度會影響耐熱性。

　　但是，圖2并沒有說明全部。假設該裝置是用空氣冷卻的，在LED和散熱片之間的熱路徑中將有許多界面。一些由焊料橋接，一些由粘合劑橋接，其他將被壓在一起(例如使用螺絲)。這些接合處對熱傳導帶來了額外的障礙，其大小可能很大、難以預測、并隨時間而變化。

　　系統中所有熱阻和界面電阻的串聯/并行加法稱為熱阻抗，設計導通路徑以保持LED冷卻。計算類似于電阻網絡。在圖3中，電壓本質上就是溫度，電流是熱通量，所得電阻是熱阻。　　

　　圖3. 在開發工作中，您可以依賴于熱傳導路徑的等效電阻。為了得到一個完整的熱阻抗系統模型，必須在材料之間的每個過渡處添加熱界面電阻。