SimuLAMP_Japanese_1

SimuLAMP
LEDランプ及びアレイにおける光学的及び
熱的プロセスの連成モデル計算ソフトウェア
Software for Coupled Modeling of Optical and Thermal Processes in LED Lamps and Arrays

SimScid Co., Ltd

mail.simscid.co.jp
2010

Problems to be solved with SimuLAMP

SimuLAMPは以下の目的に使用できます :
（1個もしくは複数個の）LEDチップ内での発熱と封止材での光吸収による
発熱を考慮に入れた、LEDランプ及びアレイの熱設計

白色LEDランプ及びアレイにおける光変換の最適化と色性能の解析

複数のRGBランプやmulti-pixelアレイを含む、複数のLEDチップから構成
されるパッケージの設計と最適化

複数のLEDチップから構成されるランプでの、
デバイスの発熱を考慮したダイオードの相互
接続と回路の最適化
過渡特性を含めた、DC/AC/quasi-CW（疑似
連続波）電力供給下におけるランプ動作の解
析

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Characteristics computed by SimuLAMP

SimuLAMPは以下の特性も計算します :
パッケージ内の光損失、ランプ内の
温度分布、熱抵抗、過渡的な温度の
時間変化
パッケージ表面及び遠方における発
光パターン
発光スペクトル、CCT（色温度）、
CRI（演色指数）、及び色座標（視線
位置、角依存）
光束、発光効率、輝度
LEDアレイと回路の総合的な電気的
及び熱的特性の分布及び積分値
DC/AC/quasi-CW（疑似連続波）の
電力供給下におけるLED動作特性


Problem Setup

SimuLAMPの入力
SimuLAMPではGUIから簡単に、ランプの構造指定、構成材料の割り当て
、サブマウント上のチップのレイアウトとチップの属性、駆動回路などを入力
することができます。

Your device


Thermal Management

SimuLAMPの熱解析
SimuLAMPを用いると、LEDチップ内の発熱及び放熱による、デバイス内の
動的温度変化をシミュレートして調べることができます。封止剤では光吸収に
よる発熱が起こるので、熱の問題と光の問題を連成させて解いています。

0s 6s 50 s

3s 20 s 100 s

LEDチップ付近の面内の温度分布が電気回路に与える影響も、同様に扱う
ことができます。


Testing Geometry Modifications

幾何学的配置の最適化 : 蛍光体の分布
SimuLAMPは異なる幾何形状に対してシミュレートし、外枠
評価する時に便利です。 LEDチップ
エポキシ樹脂
（例えば、蛍光体層の最適な形状を決める場合）蛍光体

Filling up to fixed level Hemisphere

Phosphor cap Remote phosphor


Specification of LED Chips

個々のLEDチップ属性及び駆動回路の指定
LEDチップについては各温度での発光スペクトル、I-V特性及びI-WPE特性も
指定します。そのLEDの特性は手動で入力するか、もしくはSpeCLEDによる
計算結果から読み込みます。

RGBランプの各LEDについて
Spectrum 発光スペクトルを指定
exchange utility


Assigning Electric Current

SimuLAMPでは、電気的問題に対してユーザーは2種類の設定方法を
選択できます : 各LEDに流れる電流値を直接指定するか…

このモードでは、各
LEDに流れる電流値
をユーザーが手動で
指定する


Circuit Specification

…もしくは駆動回路を指定します。この場合、駆動回路の計算は熱及び
光の問題と連成させて行います。

このモードでは、
ユーザーは回路の
デザインを指定し、
LEDアレイに供給
する総電圧を指定
する

等温条件下での回路計算を
可視化


Account for the Local Heating

電気回路とLEDチップのI-V特性及びL-I特性の温度依存が
条件として指定されると、SimuLAMPはデバイスの局所的
I-V curves
な発熱を考慮に入れて、各チップに流す電流を厳密に計算
することができます。（発熱は連成問題の熱に関する部分に
L-I curves
おける解から得ます）

回路シミュレーション

レイトレーシングと
熱伝達


Optical Characteristics

遠視野における色性能
青色LEDから放射された
光を黄色の蛍光体で変換
遠視野における色性能する白色光ランプ
の分布と積分値は色度
図に表示されます

周囲の黄色い輪は、青色
の光が変換媒体を長い距
離に渡って通過すること
によって現れる



遠視野における発光スペクトルと発光パターン

このLEDランプの積分発光スペクトル

x

光強度分布遠視野での発光パターン局所的な発光スペクトル



蛍光体IQEの温度依存性が光特性に与える影響

Tph = 400 K x = 0.274, y = 0.295
Tph = 300 K

x = 0.311, y = 0.35


Coupled Thermal/Optical effects

温度がLEDの光特性に与える影響

SimuLAMPを用いると、一様でない温度等温計算
分布がLEDランプの光特性に与える影響 Tchip = 300 K
を調べることができます。 Light power = 0.7488 W

計算の際には以下の非常に重要な点を
考慮しています :
チップのI-V曲線及び
L-I曲線は温度に依存する
蛍光体のIQEは温度に依存する
蛍光体の励起スペクトルと発光スペクト
ルは温度に依存する
LEDのスペクトルは温度に依存する熱伝達とレイトレーシング
の連成計算
Tchip = 348.7 K
Light power = 0.6436 W


Problem Setup

SimuLAMPの適用例 :

交流LEDランプ
複数のLEDチップ by Epistar
by Arima
Optoelectronics

ランプを流れる電流
のシミュレーション

赤、青、緑色
チップの配置光パワーの
シミュレーション

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