基于烟囱效应的LED太阳花与梳状散热器对比

为了提高LED的散热性能,基于烟囱效应原理,对比了LED梳状散热器和太阳花散热器的散热效果。通过Solidworks建立实体模型,通过其插件Flow Simulation对建立的模型进行热仿真。在保持散热器质量不变的前提下,研究了不同烟囱高度对配备梳状散热器和太阳花散热器的LED芯片最高温度的影响。并对烟囱高度为40 mm的太阳花散热器进行了实验验证,经实验测量,此时LED芯片的最高温度为81℃,与模拟结果只相差1.28℃,证实了模拟的正确性。仿真表明:在烟囱效应下,LED太阳花散热器的散热效果要强于梳状散热器,并且当烟囱高度大于45 mm时,二者的温度差随着烟囱高度的增加不断扩大。     

LED汽车前照灯散热结构设计与分析

针对LED汽车前照灯的散热问题,对比设计两款有/无散热槽的新型散热器结构形式,利用有限元分析软件ANSYS进行散热结构的热力学分析。针对初始设计的散热结构形式采用控制变量法进行参数优化,最后得出无槽结构的LED灯具最高温度为65.352℃,热应力为235.56 MPa;同等条件下有槽结构的LED灯具最高温度为62.712℃,最大应力为218.7 MPa。计算可知,具有散热槽LED灯具散热器优化后的温度相对无散热槽LED灯具散热器优化后的温度降低2.64℃,最大应力减小16.86 MPa。该仿真结果表明具有散热槽结构的散热器能够提高LED汽车前照灯的散热效果。     

LED圆筒太阳花散热器设计与实验北大核心CSCD

为了提高发光二极管(LED)的散热能力,基于烟囱效应,在传统太阳花散热器外侧加装圆筒壁,形成特殊的烟囱结构。运用Solidworks软件构建三维模型,用其插件Flow Simulation进行热仿真,并以散热器翅片数12个、最大直径70mm、高度40mm为基础模型参数,进行优化研究。研究表明,在翅片数为20个、最大直径为85mm、高度为65mm时,LED圆筒太阳花散热器的散热效果最好。此时,LED的最高温度为48.98℃,比优化前降低了13.05℃。当功率为8,12,16,19W时,LED芯片的最高温度都满足LED工作的安全要求。对功率为8W的LED散热器样品的实验测试结果表明,4个监测点的实际温度与仿真所得温度的平均误差为4.8%,在允许范围内,验证了研究的正确性。在功率为32 W时,配备圆筒太阳花散热器的芯片最高温度仍满足低于125℃的技术要求,并比配备传统太阳花散热器的芯片温度低6.44℃。所设计的LED圆筒太阳花散热器为解决大功率LED散热问题提供了一个新的途径。     

硅基MOSFET功率放大器TO-3封装热性能研究

针对某款硅基MOSFET功率放大器TO-3封装散热问题,研究了其内部2个功率芯片在35 W下的热性能.通过建立该款功率放大器TO-3封装的有限元仿真模型,采用热仿真软件对这2个功率芯片的间距、焊片材料和厚度以及基板材料和厚度进行仿真优化,分析各个变量对芯片结温的影响.仿真结果表明在管基材料确定的情况下,氧化铍基板和金锡焊片对器件散热有较明显的效果.选用2.5 mm厚的10#钢和其他优化参数进行仿真,结果显示芯片位置处的温度最高,最高温度约为88℃.通过制备相应产品对比了优化前后该款功率放大器的温度变化,测试结果显示优化后器件热阻从2.015℃/W降低到1.535℃/W,产品散热效率提高了约23％.     

基于ANSYS的CPU散热器不同角度鳍片散热分析

由于计算机的体积不断缩小,CPU散热器的散热效果对CPU工作性能的影响越加明显,在智能计算机的有限空间散热问题值得深入讨论和研究.本文利用ANSYS软件建立了CPU散热器的三维有限元模型,对其进行热学性能分析.通过改变散热器鳍片角度得到了散热器的温度分布云图和热梯度分布云图,然后对离散数据进行线性拟合,分析了不同角度的散热器鳍片分别与最大温降、热流量、最大长度值之间的函数关系.研究表明,不同角度的鳍片对散热器的散热效果产生一定的影响,为散热器的优化设计提供了重要依据.     

非均匀芯片布局的LED模组散热性能研究

芯片阵列均匀排列的常规大功率LED模组因温度场叠加会导致中心温度过高、温度分布不均匀。在理论分析面热源温度分布函数及多热源相互影响的基础上提出了一种LED芯片外密内疏排列的模组设计方案,并与ANSYS有限元仿真的结果进行了对比验证。当芯片按照优化后的对数和幂函数分布时芯片最高温度比常规均匀排列时均低约5℃,芯片温度的方差降低约56%。外密内疏的非均匀芯片排列方案在基板较小、较薄时对散热效果的改善更好。     

LED投光灯叉翅散热器热分析及优化

为探究叉翅散热器在某100 W LED舞台投光灯上的散热强化作用并进行优化设计,通过数值模拟与实验验证的方法,对影响叉翅散热器散热性能的主要几何因素及其机理进行了分析。以LED芯片最高温度和散热器质量为优化目标,对短翅长度与间距进行了单因素分析,然后通过NSGA-Ⅱ算法进行双目标优化,并进行模糊C均值聚类,得到了不同应用场景下散热器配置。结果表明：叉翅散热器可有效增强散热性能,其结构可增加翅片表面平均对流换热系数,短翅长度和间距对单位质量散热性能影响均存在最优值,短翅过长或间距过小均会使翅片表面对流换热系数下降。双目标优化后的叉翅散热器可在几乎不改变散热器质量时,降低LED芯片最高温度2.33℃。     

基于二维热传导方程的COB-LED散热器热模拟

针对COB-LED(Chip on Board-Light Emitting Diode)散热问题,文中基于二维热传导方程建立了一个可快速计算COB-LED散热器表面热分布的数学模型。为了便于模型求解,采用有限差分法求解该数学模型并选择交替方向隐格式作为其差分格式。根据模型中的边界条件和初始条件设计COB-LED常温点亮实验,并基于ANSYS有限元分析软件进行仿真分析。通过比较求解结果、仿真结果和实验结果验证该数学模型的合理性。结果表明,求解结果与实验结果中最高温度相对误差约23.57%,且两者的温度变化趋势一致。求解结果与仿真结果中最高温度相对误差约34.84%,且温度分布较为接近,证明了该数学模型的合理性与正确性。     

基于Ansys优化模块的热设计应用

发热量大的电子器件温度会比较高,过高的温度会影响到器件的正常工作,因此需要用到热仿真软件去进行有效的热设计。优化设计是有限元分析软件(Ansys)的特有模块,利用该模块应用于两种典型的热设计实例,分别是处理器CPU散热器结构和电路板器件分布的优化设计,仿真分析出来的结果显示,CPU散热器的散热性能得到明显的提高,电路板上各器件的温度均得到降低,获得良好的优化效果。     

功率型LED灯散热器优化设计研究

针对大功率型LED路灯散热器稳态工作下温度中心集聚的热特性,利用有限元方法构建其3D模型,并在三维模型基础上得到散热器的稳态温度场分布云图;采用正交试验设计法探讨散热器中心翅片的厚度、底板的厚度、不同疏密程度结构对散热器的水平和垂直方向热传导的影响;最后根据实验结果得到能有效对LED路灯散热器温度进行热控制的优化参数和结构,该方案有效降低了散热器的最高温度并提高了散热器的垂直热传导能力;通过对实物进行实验测量得到温度数据再与有限元分析的温度场分布图比较,证明了设计仿真的准确性和可靠性。