LED路灯散热问题研究及设计

本文首先从大功率LED结温与寿命的关系中,分析了LED路灯散热问题的重要性,然后分别从光源的散热、灯具的直接散热和灯具的对流散热等三方面对LED路灯进行了创新性的散热设计,最后,通过实验检测了散热设计的有效性和先进性。     

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。     

道路照明中大功率LED路灯散热方案的研究（上）

大功率LED的使用寿命、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关系到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,并给出了一些建议。     

环境温度及风速对LED照明产品散热的影响分析

LED照明产品大多采用自然对流冷却（散热）方式。相对于强制对流冷却方式,自然对流冷却的电子产品其辐射换热量所占比例较大,其散热受环境风速的影响也较大。借助于热仿真方法,详细分析了环境温度（对热辐射影响较大）及风速对自然对流冷却LED照明产品散热的影响,对LED照明产品热分析及热测试具有重要的指导意义。     

大功率LED封装散热方式

LED被称为第四代照明光源和绿色光源,近几年该产业迅猛发展。由于LED结温的高低直接影响到LED的出光效率、器件寿命和可靠性等,因此散热技术已经成为大功率LED产业发展的瓶颈。本文主要介绍了大功率LED封装过程中三种散热方式——自然散热、热管技术散热和半导体制冷散热,同时还介绍了它们各自的原理以及优缺点。本文介绍了国内外学者的最新研究成果以及大功率LED散热方式的未来发展方向。     

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。     

大功率LED热管散热器研究

大功率LED的结点温度过高会降低其发光效率和可靠性,并缩短使用寿命,这也是限制LED光源大规模应用的主要瓶颈。为了解决大功率LED芯片的散热问题,本文提出了一种热管与空气强制对流相结合,并采用蜂窝板作为蓄热结构的热管散热装置,建立了三维模型,采用CFD软件对其进行了数值计算,主要研究了热功率、散热片间距和风压对散热器性能的影响。模拟结果表明该散热器能有效地降低大功率LED结点温度,结点温度随输入功率成线性变化,得出了散热片合理的间距,通过综合考虑散热、风机功耗、稳定性等因素,确定风压的值。     

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℃。     

基于金属基板与陶瓷基板的COB LED散热性能分析

随着COB LED光源功率不断增大,散热问题已成为影响其性能稳定性的重要因素。本文详细阐述电压法测量COB LED光源热学性能的工作原理及测试步骤,并测试分析两种不同基板材质的大功率COB LED光源散热性能。实验结果表明在同等条件下,采用铝基板的COB LED光源热阻更小,散热性能更佳。     

大功率LED封装热性能因素的有限元分析

针对大功率LED封装器件散热性能的影响因素,重点利用有限元ANSYS软件模拟分析了环境温度、芯片衬底、光电转换效率、导热胶、介电层厚度和空气对流系数等对LED封装散热效果的影响.这些因素对热性能影响的对比分析为提高热设计性能和制定封装制造工艺提供了参考和尺度.     

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。     

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。     

利用高压钠灯灯具放置一体式LED光源的可行性分析

目前LED所替换的大功率道路照明灯具,受LED光源散热的影响,均为直接更换灯具,造成了巨大的浪费。本文设计了一款集光源、散热、驱动器于一体的LED光源,对于保留原高压钠灯灯具壳体,直接更换为LED光源的可行性进行了研究分析。实验结果表明,利用高压钠灯灯具放置一体式LED光源完全可行。     

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。     

基于光纤耦合的LED冷光源研究

为了解决大功率LED芯片散热问题带来的LED光源寿命缩短、LED光衰以及散热与LED光源体积要求之间的矛盾,分析了影响大功率白光LED寿命及失效的因素、当前LED封装形式以及光纤导光的优点,提出一种基于光纤耦合的LED冷光源,采用光纤耦合的方式把LED模组中LED芯片发出的蓝光经光纤传导至另一端,透过含有荧光粉的透光层后发出高亮度的白光,实现了LED芯片与荧光粉的隔离,不仅能避免传统一体化的LED因高温导致LED光衰、发光效率低、寿命缩短,而且能大大缩小LED光源的体积,促使LED向汽车照明等大功率照明领域发展。     

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。     

90W汽车LED前照灯散热结构设计研究

针对目前大功率LED前照灯散热困难等问题,运用Pro/E设计了一款风冷散热形式的LED前照灯模型,并运用ANSYS仿真分析得出其在不同对流状态条件下的温度场分布。同时搭建实验平台进行LED前照灯温度试验测试,试验研究发现LED结温始终能控制在80℃以下,此散热模型的LED前照灯能很好地满足散热要求,有效的解决了LED前照灯的散热问题。     

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。     

中科联合让LED大功率散热灯杯技术更加完善

（本刊讯）近日,笔者有幸走访了中科联合超导科技有限公司,了解到在他们众多的LED散热灯杯产品中,近期推出了一款25W—LED的大功率散热灯杯,此款在设计增加了对流风量的进气量,这样可以提高热辐射和空气交换速度,有效的提高散热效能。笔者也特意测试了一下,把手贴近散热器的底部和顶部,可以感觉出来的气流比进去的多。