LED太阳花散热器正交试验模拟优化设计

利用仿真软件ICEPAK对一款大功率LED太阳花散热器进行了热仿真模拟。实验数据曲线和模拟结果曲线的相似度分析结果表明利用ICEPAK进行太阳花散热器热仿真模拟的可行性。为了提高太阳花散热器的散热效率以及控制散热器重量,使用正交试验法对太阳花散热器进行模拟优化设计,从散热器圆柱半径、热沉高度、翅片厚度、翅片数量、翅片长度等5个方面考察了太阳花散热器的尺寸参数对散热器重量与LED最高温度的影响。得到了一个散热效率最优化结果,优化后LED的最高温度较优化前下降了11℃,重量基本不变。     

方位角对LED圆筒太阳花散热器性能的影响

建立LED圆筒太阳花散热器模型,利用FLUENT对模型进行模拟计算,分析散热器的温度场,研究不同的应用方位角对LED圆筒太阳花散热器性能的影响。结果表明,在自然对流下,方位角为90°时,芯片结温最高,圆筒太阳花散热器的散热效果最差;方位角为0°～90°时,芯片结温呈上升趋势;方位角为90°～180°时,芯片结温呈下降趋势;方位角为180°时芯片结温最低,散热效果最佳,且芯片功率越大,散热器的方向效应越强。在强制对流下,风速对LED的结温有显著影响,且风速越大,结温下降效果越明显。     

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.     

烟囱式LED散热器的自然对流散热研究

圆形LED散热器是近几年的研究热点。我们对一般圆形散热器和烟囱式散热器进行了建模,运用有限体积法(FVM)进行了数值仿真,讨论了翅片个数和烟囱高度对散热器的影响。仿真结果表明,翅片个数和烟囱高度均对散热器的热性能影响显著,并存在最优的翅片个数和烟囱高度。通过对两种散热器的温度比较得知烟囱式散热器可加快散热,提高换热效率。对翅片个数和烟囱高度进行了最优化设计,结果显示优化后的烟囱散热器在热性能上比原有的圆形散热器提升了20%。     

大功率LED灯具散热的优化设计

对大功率LED灯具的散热进行研究。从大功率灯具的散热器材料选择、散热器结构的优化设计、散热器表面处理工艺、有效散热面积、对流条件等几个因素进行分析与散热性能的关系,对各种不同的散热技术进行整合优化。结果表明：改善LED灯具的对流环境、对散热器表面进行工艺处理、合理选择散热器的材料和优化散热器的结构设计均能提高大功率LED灯具的散热效果。     

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。     

大功率LED灯具翅片式散热器结构分析与优化

针对当前大功率LED对散热要求高的特点,提出1种翅片式散热器结合空气导流散热技术以满足LED灯具散热的结构。在给定的环境温度条件下,通过有限元(FEM)数值模拟的方法研究芯片温度随散热翅片数量、散热体材料、空气流动速度变化的规律。结果表明,增加翅片数量,使用导热率更高的材料以及加大空气的流速均能有效降低LED的工作温度。有限元方法作为重要的计算机辅助研究工具,为大功率LED灯具散热结构的分析与优化提供了更加经济、有效、便捷的研究手段。     

基于Fluent的LED路灯模组散热仿真设计

通过改善散热结构设计来降低LED结温已经成为LED路灯模组大规模应用的关键技术之一。考虑充分利用空气自然对流来提高散热效果,本文基于Fluent流体仿真方法研究了空气流动速率和流动方向对五种不同的LED路灯模组散热器散热效果的影响。研究结果表明:①在限定散热器质量和高度条件下,圆管型散热器具有较好的散热效果,这是由于它既具有较大的空气接触面积,又会在尾迹区形成漩涡状的紊流,这可以降低热边界层厚度,减小导热热阻,提高散热效率;②在考虑不同空气流动方向的情况下,空气流向与LED模组平面成45°夹角方向时散热器的散热效果最佳;③最后,模拟空气流动实验验证了本文提出的LED路灯模组散热仿真设计方法的可行性。     

大功率LED散热技术研究进展

随着LED功率不断增大且其光电转换效率较低，使LED芯片的结温不断升高，这些热量若不能及时散出会影响LED使用寿命和其他方面性能。本文从LED芯片自身封装散热和外加散热器两种散热方式进行综述，分析了各个散热方法的优缺点以及在实际应用中需要解决的问题，并对未来LED散热方式进行了展望。本文对LED散热设计具有参考价值，有助于推动LED行业的发展。     

用于大功率紫外LED的圆柱扰流散热器设计仿真

如何降低芯片结温成为大功率紫外LED应用的关键。本文提出了一种新型圆柱扰流水冷散热器，对光源模块进行高效热管理。采用COMSOL软件对散热系统进行热场和流场分析，分别从散热器盖板厚度、扰流柱直径、增加档板结构、流速设置四个方面进行优化仿真，有效改善流动均匀性、提高换热效果，将功率密度643 W/cm²的串联紫外LED光源模块的芯片结温由120℃降至95℃。     

高功率密度紫外LED光源模块的液态金属散热系统

紫外LED光源具有十分广阔的市场应用空间,而提高紫外LED光源的功率密度是其性能优化的重要需求之一。散热问题是目前研究高功率密度紫外LED光源所面临的主要难题。本文提出了一个针对紫外LED光源模块进行散热的液态金属散热系统,并实验研究了其散热性能。采用液态金属散热系统,紫外LED光源模块的工作电流最高可达到122.1 A,功率密度达到939.9 W/cm~2,此时芯片结温仅为79.7℃,说明该液态金属散热系统具有十分优秀的散热性能。     

基于协同场原理探究LED太阳花散热器的散热性能

LED散热问题作为LED产品开发的关键问题之一,越来越受到重视。太阳花散热器因其诸多优点,在LED散热领域应用十分广泛。由于对太阳花散热器的研究主要集中在对其本身的结构优化,常常忽略其安装位置对散热性能的影响。为探究LED太阳花散热器安装位置对其散热的影响,该文用数值模拟和实验验证相结合的方法,根据协同场理论,比较了太阳花散热器不同安装位置的散热性能。结果表明:随着协同角β的增加,散热器温度场与空气流场的协同性越来越差,其散热越来越差;β=0°时,散热器的最高温度为57.8℃,β=90°时,为66.7℃,温度上升高达8.9℃。散热器安装位置对散热性能的影响不可忽略。最后,通过实验验证了模拟的正确性,模拟值与实验值吻合良好。     

多芯片用热管散热器的数值分析和实验研究

根据芯片的高散热要求,设计了一种带有热管和不同翅片参数的散热器.采用数值模拟的方法分析了散热器翅片参数、热管数量和布局等参数对散热性能的影响,以确定最优设计方案,并对热管散热器的热性能进行了实验测试.测试结果表明,设计的热管散热器能满足使用要求,解决了芯片的散热问题.     

大功率LED散热器综述

LED(发光二极管)作为第四代照明光源,因其环保、体积小、寿命长等优点,在各类实际应用中,已经逐渐取代了传统光源。但是它的光电转换效率很低,致使大部分能量转变成了热能,如果这些热量无法及时散去,则会使LED结温大幅增高,影响其各方面性能及寿命。为了提高LED的散热能力,常将LED配合散热器一起使用。基于此,对大功率LED常用的自然对流、热管、液体冷却和强制对流散热器的结构、工作原理和应用范围进行了分析与介绍。     

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。     

LED散热器散热性能优化分析

针对球泡类LED照明灯具产品开发,为了解决散热问题,需要对散热器进行优化,本文设计了四种不同结构的散热器,并用热分析软件对散热效果分别进行了模拟仿真,仿真结果表明,在静态常温空气环境中,散热器的结构相同时,散热面积是影响散热性能的主要因素,圆形孔的散热性能优于正六边形孔的散热性能,良好的热传导会大大提高散热器的散热性能.     

高辐射阵列式LED水冷散热器的优化设计与实验

紫外固化机常采用阵列式UV-LED的模组以获得高辐射高密度能量,高能量对散热器优化设计提出了挑战。本文结合数值模拟与实验,研究了四种不同翅片数量的槽道式散热板的设计,结果发现:增加流量和翅片数量可以有效降低散热板表面温度,而且表面温度更加均匀,芯片极限温差缩小至4.38℃,但是会导致散热器进出口压差急剧增大;九翅片的压差比七翅片的增加了1 029 Pa,而极限温差仅下降了0.5℃,所以应综合考虑实际固化效果来合理选择翅片数量和流量。七翅片式散热板的验证实验表明:所测温度与仿真结果误差为3.5%,证实了仿真的正确性,对高辐射阵列式LED水冷散热器设计具有参考价值。     

基于Icepak变频空调主板散热器优化设计

散热已经成为空调主板设计的瓶颈问题,散热不合理造成主板烧损的现象时有发生。目前散热器设计多以经验加实测验证为主,对散热器的关键影响参数认识不足,设计时具有一定的盲目性。以某款变频空调为研究对象,采用Ansys-Icepak建立散热仿真方法,通过实测进行验证,并对散热器基板厚度、翅片高度、翅片间距等关键参数对散热效果的影响进行深入研究。结果表明:该仿真分析方法与实测趋势一致,可以指导设计,提高设计效率。翅片间距、基板厚度均不能过大和过小,由于成本、空间限制,翅片长度不能过长,当翅片间距4～6mm、基板厚度5～7mm、翅片长度50～70mm时,为最优散热器。     

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。     

新型LED车库灯散热性能数值模拟和试验研究

LED芯片结温直接影响车库灯的光效和使用寿命,合理的散热设计是解决LED车库灯使用寿命问题的重点。采用整灯功率55 W的LED车库灯,通过数值模拟和试验验证相结合的方法研究车库灯的散热性能。研究得到:在30℃环境下,监测点灯脚1温度模拟值和测试值分别为67.32℃和67.40℃,监测点电源Tc温度模拟值和测试值分别为61.70℃和63.00℃;数值模拟和试验测试值之间误差在工程设计所允许误差范围内,验证了数值模拟的正确性;灯具散热结构设计合理,空气速度矢量与散热器温度梯度成一定的夹角,满足场协同原理,有利于灯具的散热。