实验室环境温度对LED灯丝灯光电色性能的影响研究

为了研究实验室环境温度对LED灯丝灯的影响,参照JJF 1051-2015《小功率LED单管校准规范》中环境条件的要求"环境温度(23±3)℃",对LED灯丝灯的灯电压、光通量、色温3个参数进行测量。当实验室环境温度恒定时,研究了LED灯丝灯在55~85℃范围内参数随温度变化的规律;然后研究了在实验室环境温度20~26℃范围内,温度对LED灯丝灯参数的影响机制。两种实验结果均表明:随温度升高,LED灯丝灯的灯电压下降,光通量衰减,色温升高;与白炽灯相比,LED灯丝灯光通量衰减严重,衰减系数约为0.20%/℃,电压衰减系数约为0.04%/℃。因此,为降低环境温度对LED灯丝灯的影响,建议在实验室测量过程中控制温度在(23±1)℃范围内。若温度变化大于2℃且小于6℃,可用衰减系数进行修正,得到较准确的测量结果。     

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.     

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。     

基于热电分离式理念的LED车灯光源的开发

基于热电分离式理念开发出一种功率为25 W且散热性能极佳的汽车灯照明用LED车灯光源,同时利用积分球系统和结温测试仪对其光热特性进行了表征,并利用快速温度变化实验箱通过冷热循环试验对其可靠性进行了验证,最后与目前应用较为广泛的卤素灯进行了对比研究。结果表明,当环境温度为30℃时,LED车灯光源的结温为118. 59℃;与卤素灯相比,LED在能耗仅为卤素灯46. 84%的前提下,其光通量、光功率、光效分别是卤素灯的2. 6倍、1. 34倍、5. 56倍;当环境温度为65℃,LED车灯光源工作6 000 h之后,光通量几乎无衰减;当循环初始温度为20℃时,光源经-40～85℃冷热循环100 cycle后仍然保持正常工作状态,完全满足实际工程应用要求。     

高功率密度紫外LED结温测量与仿真

散热性能的好坏决定了高功率密度紫外LED的辐射效率和寿命。其中结温是判断芯片热学性能的重要指标之一。本文设计了紫外LED的水冷系统,采用正向电压法和红外测温法测量了紫外LED芯片的结温以及基板温度,同时利用COMSOL进行实验系统仿真。结果表明,在电流20 A、水冷温度20℃时,单颗紫外LED芯片的输入功率为73.38 W,功率密度815.3 W/cm~2,结温70℃。仿真与实验结果相符。     

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。     

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。     

基于铜铝基板和热沉组合的LED散热性能的研究

大功率LED具有节能环保、发光效能高等诸多优点,但是散热问题制约了它的快速发展.本文针对CREE公司6W大功率LED芯片,测试其基于铜铝材料基板与热沉组合的散热性能、光电性能及热分布,从而对所涉及的材料和结构进行反馈改进,实现对LED芯片的基板与热沉的最优选择.通过对原理和实验结果的分析,得出黄铜的散热性能并不差,黄铜和铝的基板热沉混合组合其散热效果与性能表现要好于同种材料的组合,并指出提高LED散热能力的关键是散热结构与散热面积.     

LED球泡灯塑包铝散热器的设计与实验

利用有限元CFD仿真软件对一款LED塑料包裹铝制散热套件(以下简称"塑包铝")球泡灯进行热仿真。通过对比实际测量温度及仿真温度验证所建模型及模拟步骤的正确性,并在此基础上,采用正交优化设计方法分析了塑料厚度、铝厚度等各个关键因素对散热和质量的影响,综合两者考虑得出了最佳参数组合。结果表明:通过正交试验优化后,虽然散热器质量有了一定增加,但是LED的基板温度由原来的96.05℃降为88.85℃,下降了7.2℃,散热效果得到明显改善。     

基于环境温度的LED路灯寿命快速评估方法探讨

为了快速预测LED路灯寿命,需要探求一种高效方法.环境温度可影响结温进而改变LED路灯的各种特性.散热结构不同的LED路灯温度-光通量间的线性相关系数可能有差异,通过实验验证了这个猜想.该线性相关系数与灯具的实际效果正相关,可用于LED路灯寿命的快速评估.     

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。     

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。     

LED道路照明灯具散热系统分析

随着LED生产工艺技术的进步,散热问题成为阻碍LED道路照明灯具发展的瓶颈。本文首先阐述了温度上升对LED性能的影响,并结合路灯灯具特点,提出了一种灯具热学分析等效模型。然后针对目前道路照明灯具主要采用的主动式和被动式散热方式,分别选取若干样品进行测试,最后通过对测试结果的系统分析,并结合灯具的热学模型,研究影响灯具散热效率的主要因素,并为改善当前LED道路照明灯具的散热设计提出了指导性意见。     

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灯具在不同环境中的温升特性研究

温升是检验LED灯具散热效果的重要参数,LED灯具的温升越高,LED灯具的散热效果越差。通过研究在不同环境下LED灯具的温升特性,推导出环境对LED灯具散热的影响。分析了影响温升的因素,分别测试了无盖无尘、有盖无尘、无盖有尘三种环境下LED灯具的温升变化。实验结果表明,相比于无盖无尘环境,LED灯具在有盖无尘和无盖有尘时的温升均增加了,并且有盖无尘增加的温升是无盖有尘增加的温升的2.5倍,有盖比有尘对LED灯具的温升影响更大。因此,有盖比有尘对LED灯具散热的影响更大。     

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。