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。     

大功率LED灯具中导热材料的分析和应用

文章通过对大功率LED光源灯具中所用的各种导热材料的特性分析,结合大功率LED光源自身的散热需求分析,阐述了大功率LED照明灯具中常用的主要导热材料性能特点以及在灯具中所起的作用。文章中系统介绍了LED灯具中常用的几种导热材料性能和使用方法,并应用具体的测试数据进行对比分析,说明了选用不同的导热材料对LED灯具散热效果的影响和对灯具寿命影响的重要性,旨在说明设计LED灯具和选择导热材料时,要根据不同的灯具类型和结构特点,选用与其性价比合理的导热材料。只有重视灯具的导热材料,才能保证灯具中LED光源得到较好的散热,从而延长LED灯具的使用寿命。虽然各种导热材料的合理选择看似微不足道,但却可以提高LED灯具的性价比,这样才能让LED灯具真正进入千家万户,真正进入绿色照明时代。导热材料是决定灯具散热效果的重要因素之一,它甚至和电源驱动一样直接影响着灯具的使用寿命。最后希望业界同行能够在灯具设计和标准化应用中更多关注各种导热材料,关注导热材料在大功率LED灯具标准化统一中所起的积极作用,通过合理应用这些导热材料,在促进导热材料不断更新的同时必然带动我国LED产业的健康发展。     

机动车灯具用LED光源模块散热技术研究

LED光效高、寿命长、体积小、响应快,是机动车灯具的理想光源,散热问题制约了LED优势在机动车灯具上的发挥。文章从LED光源散热结构出发,分析优化光源模块中LED芯片的集成密度。计算和实验结果表明,光通量一定的情况下,多颗芯片封装的光源比单颗芯片封装的光源热阻小,且芯片之间无光能量自吸收现象,这种光源模块有助于解决机动车LED灯具等紧凑型灯具的散热问题。     

大功率LED灯具散热分析

近年来随着大功率高亮度LED芯片的研制成功及其发光效率的不断提高,越来越多的大功率LED开始进入照明领域。随着LED芯片输出功率的不断提高,对大功率LED灯具散热技术也提出了更高的要求。本文以LED高端特种照明应用为导向,对大功率LED灯具进行了热仿真,使读者可对LED灯具的热场分布有直观明确地了解。通过模拟仿真分析,缩短了分析计算时间,提高了优化设计能力,使产品能够快速地进入市场。     

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）。     

发光二极管（LED）灯具的热分析与散热设计

对灯具结构进行热分析是设计灯具时必须完成的一项工作。依照发光二极管（LED）灯具热分析公式,依靠减少散热部件热阻的方法达到好的散热效果。热阻为阻止热量传递能力的综合参量,数值越低表示芯片中的热量传导到支架或铝基板上就越快。有利于降低LED的温度,从而延长LED灯具的寿命。通过灯县散热的分析和计算,指导设计散热方式和散热器的设计,保证LED灯具工作在安全的温度范围内。     

LED灯具的热传导计算模型

本文对灯具的热传导计算方法进行了讨论，提出对于灯具的散热计算方法使用等效电路的热阻法计算，可以直接算出灯具内温度关注点与环境温度的温差，有利于判断导热结构是否可行，文中还用一个LED灯具散热计算实例说明了这种计算过程。     

LED灯具的热分析与散热设计

对灯具结构进行热分析是设计灯具时必须完成的一项工作。依照LED灯具热分析公式,只有依靠减少散热部件热阻的方法达到散热效果。热阻为阻止热量传递的能力的综合参量,数值越低表示芯片中的热量传导到支架或铝基板上越快。应通过减小热阻以加强传热,这有利于降低LED的温度,从而延长LED灯具的寿命。     

空腔型LED灯具的热流分析

用数值模拟结合理论计算的方法,分析了空腔型LED灯具热量传递的规律,以及腔体高度(腔体内空气夹层的厚度)和腔体材料表面的发射率对灯具热流分布的影响,并且详细讨论了传热学理论计算公式在LED灯具散热设计定量计算中的使用,对LED灯具的散热设计具有重要的指导意义.     

功率型白光LED研究进展

综述功率型白光LED的研究现状和存在的问题,并着重从LED芯片、封装技术和半导体照明灯具三个方面对白光LED的研究方向进行详细的评述。为实现节能、高效、环保的半导体照明,在芯片方面重点开发功率型高效蓝光和紫外LED芯片的半导体照明光源,提高其发光效率;在封装方面研究照明用功率型LED的封装技术,并提高其光提取效率和空间色度均匀性和改善散热技术;在LED灯具方面开发功率型白光LED的半导体照明系统,设计LED专用驱动模块,研究半导体照明灯具的散热技术及其可靠性和色度均匀性问题,解决太阳能电池系统与LED照明系统的集成技术,以及降低半导体照明灯具的成本价格等是我们今后研究的重点。     

道路照明中大功率LED路灯散热方案的研究

大功率LED的发光效率、使用寿命、光输出定向性等指标均优于常规的高压钠灯光源,因此在道路照明中将会逐步得到应用。在决定大功率LED的性能和路灯设计的几个关键技术中,散热设计是非常重要的一环,散热设计的好坏将直接影响到LED路灯的实际应用能否成功。文章主要从大功率LED的热特性着手,通过分析大功率LED的散热设计流程及常见的一、二次散热方案,来探讨大功率LED路灯的散热方案和不同的散热方案所适应的范围,给出了一些建议。     

功率LED热特性分析

随着LED功率的升高,热应力对LED的影响越来越显著,过高的结温不但会使器件寿命急剧衰减,还会严重影响LED的峰值波长,光功率,光通量等诸多性能参数。因此精确掌握LED器件的温升规律便成为了提高设备工作可靠性和芯片结构设计的关键所在。本文通过标准电学法对不同颜色的1W功率LED及不同功率的GaN基白光LED的结温和热阻进行了测量,实验结果表明：同种结构LED的温度系数K虽然离散但比较接近,不同结构LED芯片K明显不同;在相同衬底材料,相同芯片结构条件下,LED芯片结温会随芯片功率的增大而升高。并首次进行了变电流下不同功率LED芯片的结温和热阻测量,发现无论功率大小,结温均随热电流的增大而上升,功率越大,上升幅度也越大。随着LED两端所加电流的增大,3W白光LED的热阻呈上升趋势,而1W白光LED的热阻随电流增加基本不变。     

白光LED应用于空间站舱内照明的分析与探讨

本文分析了白光LED应用于空间站舱内照明的可行性。根据国内外相关调研资料,总结了空间站舱内照明的相关指标,结合载人航天任务的需求分析了LED光源在空间舱内照明的适用性和可靠性,并与荧光灯进行了相关比较。本文认为白光LED照明系统能够替代荧光灯为舱内提供一般照明,应研制适合于空间站舱内照明的LED照明系统。     

4W大功率LED照明灯散热结构研究

采用热阻法建立了4w大功率LED照明灯的热传导模型,从而得出散热器有效散热面积;然后对所设计的散热器采用有限元仿真得到稳态温度分布,并进一步利用EFD方法进行自然对流热分析;最后通过热测试实验验证来理论和仿真分析结果。结果表明,所设计的散热器满足LED使用要求,最高温度小于65℃。该研究成果对设计高散热效率的LED灯具具有指导意义。     

LED隧道灯的红外热图像故障诊断法

利用红外热像仪对LED隧道灯进行测量,通过分析故障灯具温度场分布图,可判定灯具故障部位和产生原因,对故障灯具温度场进行有限元理论分析,并通过拆解灯具进行了实验验证,证明热像分析在LED隧道灯故障诊断中的可行性。     

LED日光灯驱动电路设计

介绍了LED日光灯驱动的特点,设计了实用的电容降压式LED日光灯驱动电路,着重分析了关键元件参数的选择原则。采用PSpice仿真软件对设计的电路进行了可行性验证,并在此基础上制作了实物电路,用作12WT8标准LED日光灯电源。经实验验证,该电路稳定可靠,成本低,适用于多种小功率LED驱动。     

新型大功率LED路灯及替代效益分析

该文就新型大功率LED路灯的一般特点作了阐述,着重就其替代常规的高压钠灯路灯所带来的经济及社会效益进行了较为详细地分析,可供在路灯的选用上参考和借鉴。     

热沉对LED灯具散热性能的影响

为了改善LED隧道灯具的散热性能,设计了一种适合用于隧道灯具散热的圆弧形散热器,并对其进行实体建模,通过ANSYS有限元软件进行热仿真分析及优化设计,并进行了实验验证。结果表明：实验数据验证了仿真分析准确可信;隧道灯具散热性能随着热沉平均高度和热沉数目的增大而增强,但当变化达一定值时,这一趋势减缓;随着热沉厚度增加,散热器散热能力先增后减,分析结果可为隧道灯具散热器设计提供有益的参考。     

基于NCP5009芯片的LED恒流驱动电源设计

LED灯具有节能环保、寿命长、光电效率高等优点。近年来,LED技术飞速进步,白光LED的发光效率不断提升,LED在室内照明、道路照明及广告牌显示等方面得到了广泛应用。但在光电转换效率指标上,LED灯相比荧光灯仍较低。利用LED专用驱动芯片NCP5009,设计了一款LED恒流驱动电源,其光电转换效率高,并可控制电流稳定输出,提高LED管的发光寿命。