集成式大功率LED路燈散熱器實現(xiàn)
發(fā)布時間：2021-3-29 來源： 電子散熱器 站點：http://www.df18.com.cn |
目前大功率的LED光源又分為兩種類型， 一種是陣列分布式大功率LED 光源， 它是將數(shù)個led進行陣列分布布置， 如圖1 所示。另一種是集成式大功率LED 光源， 將數(shù)顆LED 集成封裝在一起， 如圖2所示。這兩種類型的LED 燈具因LED 芯片布置方式不同， 在配光曲線、占用空間以及散熱上面有所不同。相對來說， 集成式大功率LED 光源制成的燈具質(zhì)量要輕， 在封裝材料方面用料要少， 配光方面與陣列分布式大功率LED 光源相比也可以達(dá)到路燈照明的要求， 是以后的路燈發(fā)展趨勢。但是因為散熱相比陣列式要難， 因此壽命縮短， 成為阻礙集成式大功率LED光源發(fā)展的關(guān)鍵難題。
本文主要是利用ANSYS有限元軟件對集成大功率熱源LED 路燈散熱器進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。大功率LED燈具的使用溫度要求在75 以下， 因此本次優(yōu)化的目的是在力求在LED 芯片結(jié)溫降到最低并小于75 的同時使散熱器的質(zhì)量有所降低。
1 熱量傳遞理論與熱分析
1. 1 熱量傳遞基本理論
熱量傳遞主要有三種方法: 熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。在LED路燈的散熱系統(tǒng)里， 三種熱量傳遞方式均有， 但是以熱傳導(dǎo)和熱對流為主。熱傳導(dǎo)性強弱依賴于產(chǎn)品材料， 已有很多文章就此進行了研究， 而且經(jīng)研究表明指出解決LED 散熱問題的關(guān)鍵不是尋找高熱導(dǎo)率的材料而是改變LED 的散熱結(jié)構(gòu)或者散熱方式， 因此本文主要考慮因散熱器結(jié)構(gòu)的不同而導(dǎo)致的散熱效果差別。
由對流換熱速率方程式( 1)可見， 要想增加對流換熱量可以通過增加溫差， 增加表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)以及增加換熱面積三種方法可以達(dá)到。對于自然對流換熱的LED路燈來說， 增加溫差和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的方法不方便采用， 因此本文主要是通過增加換熱表面積。
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