Поскольку большинство механизмов отказа светодиодов зависят от температуры, температура полупроводникового перехода должна поддерживаться на низком уровне, чтобы обеспечить хорошую производительность и надежность. Как правило, проектирование тепловой системы включает в себя учет управляющего тока, условий окружающей среды, тепловых сопротивлений всех компонентов вдоль теплового пути и всех связанных сопротивлений интерфейса. Для работы светодиодов при высоких токах возбуждения и высоких температурах окружающей среды без ущерба для светоотдачи и надежности требуется эффективный отвод тепла от полупроводникового перехода в окружающую среду. Тепло всегда течет из областей с более высокой температурой в области с более низкой температурой, пока не будет достигнуто тепловое равновесие. Таким образом, задача теплового управления состоит в снижении теплового сопротивления системы освещения. Тепловой импеданс — это мера полного сопротивления потоку тепла по тепловому пути. Он включает в себя все тепловые сопротивления на уровне компонентов и интерфейсов.
Типичный тепловой расчет системы светодиодного освещения состоит из управления температурным режимом на уровне упаковки и на уровне системы. Управление температурным режимом на уровне корпуса определяет тепловое сопротивление перехода к подложке и тепловую надежность паяного соединения между светодиодами и печатной платой с металлическим сердечником (MCPCB). Управление температурным режимом на системном уровне обеспечивает передачу тепла от MCPCB через радиатор в окружающую среду. Чтобы максимизировать поток тепла от MCPCB к радиатору, материал теплового интерфейса (TIM), который может быть смазкой, эпоксидной смолой или прокладкой, помещается между двумя компонентами для заполнения межфазных воздушных зазоров и пустот. Роль радиатора заключается в максимально эффективном отводе отработанного тепла от MCPCB в окружающий воздух, чтобы внутри светодиодных корпусов не возникало накопления тепла. Для этого скорость теплопередачи радиатора должна превышать скорость нагрузки, при которой тепловая энергия поступает в переход.
