大功率LED散热鳍片扩撒热阻研究

通过设计两组实验,利用热分析软件Flotherm模拟各模型热分布情况,分析了影响LED散热鳍片扩散热阻的各个因素。结果表明:热源与鳍片的接触面积是影响扩散热阻的主要因素,接触面积愈大扩散热阻愈小,当接触面积与鳍片基座面积相等时,扩散热阻消失;扩散热阻随着鳍片基座厚度增加而减小,冷却空气流速对扩散热阻的影响很小。     

基于自重式热管的LED工矿灯散热研究

设计制作了一种带有自重式热管的散热器,并应用于100 W LED工矿灯。测试了LED工矿灯的光源模组引脚温度以及工作状态下散热器温度的分布。结果表明:自重式热管散热的光源引脚温度要比传统散热方式低4℃,光源表面温度要比传统散热方式的光源表面温度低约6℃;散热鳍片温度分布更为均匀,提高了鳍片散热的效率。     

大功率倒装单片集成LED芯片的自隔离散热技术

提出采用 自隔离散热技术解决大功率倒装单片集成LED芯片散热与绝缘之间的矛盾问题.基于自隔离散热技术原理,利用微纳加工技术,通过在AlN陶瓷基板上生长隔离金属岛制备自隔离散热基板.采用多胞串并联网络结构设计大功率倒装单片集成LED芯片,芯片尺寸为1.5 mmx4.5 mm.在200 mA的驱动电流下,大功率倒装单片集成LED芯片的正向电压为8.3 V,反向漏电流小于100 nA.当输入电流为2 A时,大功率倒装单片集成LED芯片的输入功率为20W,其最大光输出功率为8.3 W,插墙效率为42.08％,峰值热阻约为1.23 K/W,平均热阻约为1.17 K/W.     

大功率发光二极管的热管理及其散热设计

对大功率发光二极管的散热路径及其相应的热阻进行了分析和计算。利用商业计算流体力学软件对大功率发光二极管进行热流分析及散热优化设计。理论计算结果表明,PN结到环境之间的总热阻为28.67℃/W;当LED耗散功率为1 W、环境温度为25℃时,结温为53.67℃。模拟结果显示,在同样工作条件下,大功率发光二极管的结温为54.85℃,与理论计算结果相吻合。当散热面积达到一定值时,散热效果基本不变。因此,从降低产品成本出发,散热器的面积有一限值范围。当散热器的鳍片垂直向左时,空气流体流向上无阻碍,其散热效果最好,结温最低。     

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。     

自散热片式LED-COB光源

提出了一种自散热片式LED-COB光源结构。将LED芯片放置在6061铝合金基板侧面,该侧面加工有光学反光槽。整个基板既作为LED芯片的支架,又作为散热片。LED芯片与外界环境之间只有固晶胶一层热阻,大大提高了LED散热系统的散热效率。所设计的COB光源的功率为1~2 W、散热面积为30 cm2、质量为1.9 g。经过测试,在环境温度为25℃、功率1.92 W、发光面处于顶部的竖直放置的条件下,红外热像仪测得散热片上的最高温度为66.2℃,通过正向电压法测得LED芯片的结温为72.4℃。自散热片式COB-LED光源不仅能提高LED灯具的散热性能,同时还能降低LED灯具的系统成本。     

照明用大功率LED射灯散热建模研究

散热问题是LED灯具成为新一代照明光源亟待解决的关键问题之一。提出一种LED灯具散热建模方法:选用LED射灯作为代表产品进行散热建模研究,采用三维造型软件建立LED灯具产品三维模型,然后导入有限元流体热分析软件(CFD)进行热仿真。研究散热仿真过程中的热阻设置、热量载荷计算和边界条件设定等关键问题,并求解LED射灯的工作温度分布情况;将仿真分析结果与实验室测试数据进行对比分析研究。研究结果表明,运用该方法可以对室内照明LED灯具进行较为准确的散热分析,仿真温度误差在4℃左右,仿真结果对灯具开发设计具有重要参考价值。     

基于微通道散热的大功率LED阵列的热阻研究

采用微通道致冷技术,设计了大功率LED阵列的外部热沉.针对直鳍片微通道结构的散热器,理论分析了影响其热阻的因素,推导了热阻表达式,并对微通道散热器的结构参数进行了优化,指出当通道宽度取某一数值时,散热器的热阻可达到最小.利用MATLAB软件,对LED的热阻与微通道散热器的结构参数和冷却液的压力关系进行了仿真,给出了直观的关系曲线.     

两种热电分离式MCPCB导热性能的对比研究

利用SMT工艺将两种功率不同的LED分别与设计完全相同的热电分离式铜基板及铝基板组装成模组,然后借助结温测试系统及积分球系统对两种金属基板的散热性能进行了对比研究。结果表明,热电分离式铜基板较之热电分离式铝基板仅具备微弱的散热优势,这种优势随着LED的功率增加有所扩大。当LED功率为9 W时,铜基板及铝基板所对应的LED模组热阻分别是3.16℃/W、3.26℃/W;当LED功率为15 W时,铜基板及铝基板所对应的LED模组热阻分别是2.33℃/W、2.46℃/W。     

LED灯具散热建模仿真关键问题研究

有限元流体热分析软件(CFD)常被用于对LED灯具散热进行建模仿真,与散热相关的参数分析、计算与设置等问题是影响仿真精度的关键因素。综合研究了边界条件设置、热阻计算、热量载荷分析和散热器等仿真建模的关键问题,并与实验室温度测量相结合来验证仿真方法的准确性。结果表明,该方法对室内照明LED灯具能进行较为准确的散热分析,仿真温度误差在4℃左右,仿真结果对LED灯具开发设计具有重要参考价值。     

大功率LED路灯的散热结构设计和参数优化

为了达到对大功率LED路灯产品既降低制造成本(散热器质量)又加快散热的目的,优化了LED路灯散热器结构.在对原有结构参数化建模及热分析的基础上,采用正交试验分析了散热器中平板厚度、翅片厚度、翅片间距、翅片高度4因素对产品质童与散热效果的影响,并研究了同一结构下热传导与热对流两种方式对散热的影响,最终得出了一个较为理想的...     

Design of a cylindrical LED substrate without radiator

To reduce the weight and production costs of light-emitting diode (LED) lamps,we applied the principle of the chimney effect to design a cylindrical LED substrate without a radiator.We built a 3D model by using Solidworks software and applied the flow simulation plug-in to conduct model simulation,thereby optimizing the heat source distribution and substrate thickness.The results indicate that the design achieved optimal cooling with a substrate with an upper extension length of 35 mm,a lower extension length of 8 mm,and a thickness of 1 mm.For a substrate of those dimensions,the highest LED chip temperature was 64.78 ℃,the weight of the substrate was 35.09 g,and Rjb =7.00 K/W.If the substrate is powered at 8,10,and 12 W,its temperature meets LED safety requirements.In physical tests,the highest temperature for a physical 8 W cylindrical LED substrate was 66 ℃,which differed by only 1.22 ℃ from the simulation results,verifying the validity of the simulation.The designed cylindrical LED substrate can be used in high-power LED lamps that do not require radiators.This design is not only excellent for heat dissipation,but also for its low weight,low cost,and simplicity of manufacture.     

LED前照灯研究

本文介绍了LED作为汽车前照灯的优势,LED前照灯光学系统的设计以及对散热问题的处理。     

汽车前照灯设计原理的研究

汽车前照灯主要是提供司机驾驶时前方的路面照明,保障行车的安全,它是汽车的重要组成部分。汽车前照灯在结构上一般有光源、反射器、配光镜三部分。分别从这三部分的原理、国内外研究进展、相关的法规和配光检测、前照灯的分类等方面展开论述,分析了几种新颖的LED前照灯设计,总结了前照灯设计的一般步骤,介绍了当前热门的自适应前照灯系统（AFS）。     

自由曲面LED汽车前照灯光学透镜设计方法

由于LED配光特性不同于传统光源,为了将LED 应用于汽车照明中需对LED 进行二次光学设计。文中根据LED 汽车前照灯的配光特性,提出了一种自由曲面LED 汽车前照灯光学透镜的设计方法。首先由能量守恒原理,在接收屏上的坐标和透镜自由曲面上的坐标之间建立能量的一一对应关系,基于非成像光学理论,采用照度优化设计法,运用数值计算求解出光学透镜曲面各个点坐标的坐标值,并使用三维模型软件制作出透镜光学模型。通过蒙特卡洛模拟法来追迹光线仿真,最后的配光效果完全满足《汽车用LED前照灯》（GB25991-2010）标准,系统的光学效率得到显著提高,可达到91%。     

LED汽车前照灯驱动电路设计与仿真

随着大功率LED性价比的提高,输出光流量的增加,使LED应用在汽车前照灯成为可能。在输入电压在10～14V之间变化,负载采用8颗700mA大功率白光LED的条件下确定驱动方式、拓扑结构和调光方式,设计一种基于LTC3783芯片PWM控制LED亮度的恒流I。ED汽车前照灯驱动电路,并用LTspiceIV软件对电路进行了仿真。结果表明,输入电压在10～14V变化时输出电流为一个710mA均值,有0．7％纹波的电流,电流精度为2．1％,输出电压为28．6V,输出功率为20w,电路转换效率为91％。有PWM信号输入时,电路输出一个与PWM信号相同占空比的电流。通过调节PWM信号的占空比实现LED亮度的控制。     

LED筒灯复合结构热管散热器的数值模拟

为解决LED筒灯使用单纯自然对流散热扩散热阻过大、温度分布不均的问题,提出一种基于平板热管和热虹吸管的复合结构热管散热器,并用数值模拟的方法研究了热功率、翅片高度、翅片数目、辐射换热对该散热器性能的影响。模拟结果表明应用于LED筒灯的复合结构热管散热器的热阻随着热功率的增加而减小,翅片高度和翅片数目存在一个最优值,使得散热器温度和热阻最小,自然对流情况下不可忽视辐射换热的作用。     

新型汽车前灯的技术进展

介绍陶瓷管金属卤化物灯，无汞金属卤化物灯，小功率球型短弧高压氙灯等新型汽车前灯的技术进展。较为详细介绍了这些新型灯的电压和启动特性、汞的替代物的选择及光电特性等。     

LED筒灯散热器正交试验优化设计研究

为了达到降低大功率LED筒灯制造成本同时又保证散热能力的目的,采用正交试验法优化设计了散热器。分析了散热器基板直径、基板厚度、翅片厚度、翅片间距、翅片高度和翅片轮廓直径等6个因素对散热器重量与LED温度的影响。然后利用CFD热仿真软件对LED筒灯散热器进行建模与散热仿真,最终得出了一个较为理想的优化结果。仿真与实验测试数据结果表明,采用优化后散热器的LED温度较优化前略有下降,但散热器重量降幅超过30%,实现了较好的优化目标。     

Thermal analysis of LED lighting system with different fin heat sinks

This paper designs a 3×3 light emitting diode(LED) array with a total power of 9 W,presents a thermal analysis of plate fin,in-line and staggered pin fin heat sinks for a high power LED lighting system,and develops a 3D one-fourth finite element(FE) model to predict the system temperature distribution.Three kinds of heat sinks are compared under the same conditions.It is found that LED chip junction temperature is 48.978℃when the fins of heat sink are aligned alternately.