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18 DESIGN&ELEKTRONIK 11 2020 www designelektronik de erstellt 17 Sie werden später bei der Analyse auf Leuchtenebene als tatsächliche digitale Zwillinge der LED-Gehäuse verwendet um deren wirkliches thermisches Verhalten darzustellen 18 Der Vorteil der kompakten Modelle besteht darin dass sie keine proprietären Informationen umfassen LED-Anbieter können sie daher weitergeben ohne geistiges Eigentum preiszugeben Ein DCTM-Gehäuse das mit einem Multi-Domain-LED-Modell auf Chipebene verknüpft ist ist der ideale digitale Zwilling einer gehäusten LED der beispielsweise als Spice-Netzliste bereitgestellt wird Aus thermischer Sicht ist eine Leuchte ein System mit mehreren Wärmequellen wo die LED-Gehäuse mit ihren Lötanschlüssen als Wärmequellen zu berücksichtigen sind Ein guter Ausgangspunkt für einen digitalen Zwilling einer LED-Leuchte ist deren MCADModell Bild 3 Das thermische Modell lässt sich als ausschließlich thermischer digitaler Zwilling der Leuchte aus diesem MCAD-Modell extrahieren Ein thermisches Modellierungs-Tool für Leuchten kann unterschiedliche Ansätze verwenden um das kompakte thermische Modell der Leuchte herzustellen Ein möglicher Ansatz besteht zum Beispiel darin die thermische Charakterisierungsmatrix der Leuchte zu identifizieren und anhand von CFD-Simulationen einer Leuchte Bild 4 in eine Spice-Netzliste 18 umzuwandeln Ebenso eignen sich Modellierungstechniken mit reduzierter Ordnung dafür ein kompaktes thermisches Modell einer Leuchte zu erhalten 19 Titel - Optoelektronik Virtuelle LED-Prototypen Entwurf Entwicklung Design und Prototyping Charakterisierung f inale Tests Großunternehmen Alte Methode Tests Optimierung auf Basis der Charakterisierung Unternehmen A Unternehmen B Neue Methode Optimierung auf Basis eines kompakten Modells Unternehmen A Unternehmen B KMU Alte Methode Prototyping und Tests Unternehmen A Unternehmen B Neue Methode Erstellung virtueller Prototypen auf Basis eines kompakten Modells Unternehmen A Unternehmen B Tabelle 1 Übersicht über die beim Delphi4LED-Projekt-Demonstrationsexperiment angewendeten Konstruktionsund Entwicklungsstile Workflows Bild 3 MCAD-Modell der Leuchte Bild 4 CFD-Simulation der Leuchte Das detaillierte Simulationsmodell wurde aus dem MCAD-Modell erstellt Bild 5 Kompaktes thermisches Modell des Substrats mit mehreren Wärmequellen Bild 2 Umrisse wichtiger Formen in einem detaillierten 3D-LED-Modell mit JEDEC-JESD15-4-konformen Knotennamen links Topologie des entsprechenden dynamischen kompakten thermischen Modells des LED-Packages rechts Knoten Jstellt die LED-Sperrschicht dar jeder interne Knoten stellt außerdem eine Wärmekapazität dar die hier jedoch nicht angegeben ist