基于热管散热的LED器件封装热分析

大功率发光二极管(Light Emitting Diode,简称LED)结点温度的高低汽接影响到LED的寿命和可靠性,故保持LED结温在允许的范围内,是大功率LED封装和应用必须解决的核心问题.提出将扁平热管应用在大功率LED的散热上;比较了扁平热管和铜板两种散热方式下 LED的结点温度和热阻的热特性.研究结果表明,在输入功率为3 W时,热管冷却LED的结点温度为52℃,而铜板冷却LED的结点温度为83℃,对应的系统总热阻分别为8.8 K/W和19K/W.由此证明,在大功率条件下,热管的散热能力明显优于传统的铜板散热.     

热管换热器应用于大功率LED路灯冷却系统的实验研究

研发了一系列将大功率发光二极管(LED)散热和热管传热相结合的用于大功率LED路灯冷却的热管散热器,并对设计出的热管散热器的传热性能进行了实验研究.实验结果表明,该系列热管散热器具有良好的散热能力,能控制节点温度在70℃以下,满足了LED路灯对结点温度的控制要求;同时实验结果表明,改变翅片结构,换热器散热能力明显不同,所研发的具有菱形、开孔形及外翻形翅片的热管换热器散热能力比普通矩形翅片热管换热器的散热能力明显提高,其中以外翻形翅片的热管换热器散热能力最好;另外研究了改变环境温度、热管排布数量、翅片材质及结构对换热器散热性能、换热装置体积、成本及质量的影响,找到更具应用价值的热管换热器形式;最后研究了热管换热器工作倾角对LED路灯散热能力的影响,倾角越小,散热能力越好,垂直使用时散热能力最差,最后从理论上加以分析.     

新型大功率发光二极管路灯热管散热器设计与优化

针对大功率发光二极管(LED)路灯散热问题突出、外部热沉研究缺乏的情况,提出一种新型大功率LED路灯热管散热器设计。并针对热管散热器的充液率、倾角、单位功耗面积等关键设计参数进行分析或实验优化。实验表明,充液率在25%～30%、垂直方向倾角为60～80°,单位功耗面积在75～95cm2/W的一体式大功率LED路灯热管散热器具有优良的散热性能。     

基于热管风冷的大功率UV-LED固化灯散热研究

应用于油墨固化领域的UV固化灯常采用密集阵列排布的UV-LED模组作为高辐射高能量的光源,而高能量的UV固化灯对其散热器的结构设计提出很高的要求。本文结合数值模拟与实验,提出一种基于强制风冷的热管式散热器,通过理论计算证明该散热器结构的可行性,研究了300~1500 W功率下基板温度变化情况,对比分析了不同抽风量与散热片数量下热源基板温度变化情况,得出抽风量7 m^3/min、散热片数量为35片时散热效果最佳。实验所测结果与仿真结果误差为4%,证实了仿真结果的准确性,对大功率UV固化灯风冷散热器设计具有参考价值。     

片式散热器散热特性的数值研究

利用CFD方法对油浸式变压器用片式散热器进行数值模拟,得到片式散热器的温度分布。采用к-ε模型研究不同变压器油流速、散热器片数、散热片间距及散热片高度对散热能力的影响规律。结果表明,适当降低进口油速、增加散热片数、片高度及片间距,均有利于提高散热效率。     

发光二极管灯具散热器优化结构设计

大功率发光二极管（LED）的散热是通过设计铝制散热器来散热的。LED的散热分为热传导与热对流两种方式。通过对不同结构的散热器的模拟和仿真,改变散热器的鳍片（FIN）的高度和间距对LED的内部温度有不同的效果,由此可以得到LED散热器的最佳优化设计结果。通过实验,证实了该优化设计的效果。     

基于平板微热管阵列的大功率LED散热技术

以当前节能减排的大环境和大功率LED应用中急需解决的散热问题为背景,将具有高效传热性能的平板微热管阵列应用于大功率LED散热技术研究中,设计出新型的大功率LED散热装置——基于平板微热管阵列的U型散热装置。该装置可以将热量及时有效地从LED芯片中带出,并通过散热翅片将热量都传递到周围环境空气中。以真实的LED作为发热源进行实验,论证了微热管阵列散热装置的有效散热能力,其良好的均温性,探索了LED基板与热管之间连接方式、U型热管与散热翅片之间连接方式、散热装置有效散热面积对大功率LED散热效果的影响,并结合实验结果,利用ANSYS仿真模拟软件对U型热管散热装置进行优化,进一步探索散热翅片间距、厚度、高度的最优值,对基于微热管阵列大功率LED的散热装置的进一步研发改进提出建议。     

商用白光LED灯的特性研究

研究了集成封装的大功率白光LED灯的光色电特性。在相同测试环境条件下。测试并比较了采用铜基板和铝基板封装的3W功率白光LED灯的光电参数,分析发现．随着驱动电流的增加．发光效率降低。并且两种材料基板的发光效率降低程度不同。对配有不同规格散热器NLSD灯,工作4小时内光通量、色坐标以及色温等光色参数进行溺试．并分析光色参数与散热器温良的关系,发现自光LED灯的平衡状态温良随着散热器规格相异而不同。研究结果还发现．不同的热平衡温度对LED灯的光通量衰减影响程度不同。结果表明,对于大功率白光LED灯．使用高热导率的铜基板比铝基板可获得更好的散热效果;湿度是造成大功率白光LED光通量衰减的重要原因;散热器温度的变化对照明用白光LED灯的色坐标和色温影响较小。     

基于有限元法的高频开关电源PCB热仿真研究

为提高电源工作的可靠性,论文提出通过安装热管散热器的办法来降低高频开关电源PCB的节点温度。基于有限元方法建立了热管模型以及高频开关电源PCB模型,对热管管径以及安装两种散热器的高频开关电源PCB进行热仿真分析。热分析结果表明：在一定功率范围内,管径越大,散热器散热效果越好：安装热管散热器的高频开关电源PCB上器件温度明显低于安装传统散热器,最大温差达到33℃.实际中在不考虑强迫风冷散热设计时可以对PCB进行优化,以及采用热管散热器对高频开关电源进行有效散热。     

大功率LED用传热器件和传热工质研究进展

介绍了目前大功率LED散热所用的传热器件和传热工质的研究进展,对肋片、热管、微槽、气体冷却和液冷等技术领域进行了详细总结和分析,可为各类大功率LED散热器的设计提供思路。     

大功率LED灯具散热装置的设计

采用APDL语言生成分析文件,建立了LED灯具热沉的有限元模型,以热沉翘片长度、宽度和数目为设计变量,以LED最高结温为目标函数,建立了优化数学模型,采用ANSYS热分析软件进行了优化。结果表明热沉翘片长度越长,芯片最高结温越低;翘片宽度越宽,芯片最高结温越高;随着翘片数目增加,最高结温下降,但到达一定数值时,结温又会缓慢增大。在LED芯片结温不超过60℃的条件下,对热沉结构的优化值分别为：翘片长度为62.5mm,翘片宽度为1mm,翘片数目为20。     

基于石墨导热介质的新型LED路灯散热系统

随着（大功率）LED技术的快速发展,大功率LED道路照明灯具的散热设计成为一个重要的产品评价指标,引起各公司广泛注意。本文首先分析石墨的导热性能,提出一种基于石墨导热介质的新型LED路灯散热系统,利用热分析软件Flotherm7.1进行仿真分析,然后对采用石墨导热介质的LED路灯和采用硅胶导热垫的LED路灯进行温度比较测试,计算机模拟仿真和实验测试均验证了石墨作为导热介质的优越性。本基于石墨导热介质的新型LED路灯已获国家专利（专利号：200920297203.6）。     

LED照明散热技术现状及进展

对当前大功率发光二极管(LED)照明散热技术的现状进行了介绍。针对LED照明热源的特点,开发了一系列具有特殊翅片结构的热管换热器,并对不同工况下各种热管的散热能力进行了测试,测试结果表明,所研发的新型热管换热器散热能力比普通热管换热器有明显提高,结构更加紧凑,其中,外翻形翅片结构的热管换热器散热能力最好,可为LED照明散热技术的发展和研究提供参考。     

侧面送风冷却LED的热封装方法及其三维数值仿真研究

LED（Light Emitting Diode）芯片结温的高低直接影响其出光效率、工作寿命和可靠性。本文提出一种旨在确保LED在结温下安全、低噪音、稳定运行的侧面出风封装新方法。建立了该方法的三维传热学模型,研究了不同风压和不同LED芯片功率对其温度的影响。数值仿真结果表明：新型散热方法能够有效地冷却大功率LED,比如能使40W LED在120Pa风压,27℃环境温度时温升仅为15℃;LED芯片的平均温度与其整个模块的功率呈线性增长关系;在使用该系统对LED进行冷却时,应平衡好LED芯片温度、风机功耗、系统尺寸的关系,并合理地选取进风口处风压。     

LED照明灯具散热器结构优化设计

结温是大功率LED照明灯热特性的重要指标,对LED性能有着严重影响,直接影响灯具使用寿命。本文分别对矩形散热器和圆形散热器的结构进行研究,影响散热的因素除LEDp-n结本身特性之外,散热器结构也是其中之一。研究工作采用流体传热计算机模拟方法,计算不同散热器参数条件下的灯具结温,并对这些因素深入研究,得到散热器设计的一些规律,并通过几款灯具进行了验证。     

高亮度LED球泡灯研制及其温升分析

输入LED的电能大部分转化为热能,导致在其结区产生高温,使用大功率LED阵列的高亮度LED灯在LED阵列结区产生的温度更高,而结区高温会严重影响到高亮度LED灯发光的稳定性和使用寿命,因此良好的热结构设计和散热性能是研制高亮度LED的关键问题。研制了一种高亮LED球泡灯,以替代照明用白炽灯。设计了该球泡灯的硬件结构和恒流驱动电路;使用流模拟仿真并分析了灯体内LED阵列的发热及散热情况;实验测试了该球泡灯使用时,灯体内实际散热情况,仿真结果与实验结果吻合良好。仿真与实验结果均表明该球泡灯散热结构合理,散热性能良好,可以满足稳定地高亮照明要求。     

大功率LED灯具电源驱动的分析与研究

LED灯具的散热和电源驱动一直是制约其应用发展的两大难题,该文通过对大功率LED光源的特性和灯具对驱动电源要求的分析,结合现阶段应用比较成熟的几种LED驱动电源方案的研究,说明了在灯具设计时,除了解决好LED灯具的散热外,不论采用哪种驱动方式,都应该做到真正的恒流驱动控制,这样才能够保证LED灯具持续可靠稳定地工作,从而减少LED光衰,延长灯具的使用寿命。     

大功率LED汽车前照明散热装置的设计与分析

伴随着LED制造工艺水平的不断提高,大功率自光LED逐渐应用于各类照日月领域。但是随着LED芯片工作时间的推移,其结温不断升高,导致LED芯片发光效率和可靠性不断降低,甚至失效。本文针对LED芯片发热严重的问题,运用PROE设计了三款90W汽车前照灯及散热装置;运用ANSYS分析软件分别对三种散热装置存自然对流和强制对流条件下进行热分析,通过对比最终确定采用强制对流均温饭式散热方案。对设计的前照灯进行实验测试,车前灯连续工作5个小时,测得LED芯片结温始终小于80℃,有效地解决了大功率LED汽车前照灯的散热问题。