功率型LED灯散热器优化设计研究

针对大功率型LED路灯散热器稳态工作下温度中心集聚的热特性,利用有限元方法构建其3D模型,并在三维模型基础上得到散热器的稳态温度场分布云图;采用正交试验设计法探讨散热器中心翅片的厚度、底板的厚度、不同疏密程度结构对散热器的水平和垂直方向热传导的影响;最后根据实验结果得到能有效对LED路灯散热器温度进行热控制的优化参数和结构,该方案有效降低了散热器的最高温度并提高了散热器的垂直热传导能力;通过对实物进行实验测量得到温度数据再与有限元分析的温度场分布图比较,证明了设计仿真的准确性和可靠性。     

利用热象仪测量有效比辐射率

利用热象仪测温,只有知道了待测材料表面的比辐射率,才能有效地确定材料表面的真实温度,否则只能测得其表观温度。因此,如何确定材料的比辐射率已成为大家关心并且迫切需要解决的问题。为了研究电子器件散热器的辐射特性,我们利用AGA-780热象仪对几种不同涂层的型材散热器的有效比辐射率进行了研究。有效比辐射率不仅与物体的温度有关,与测量方向     

基于反问题的热障涂层材料红外定量检测

为了促进热障涂层材料的红外定量检测,提出了基于反问题的脉冲红外检测方法.依据传热学理论建立热障涂层材料的瞬态导热方程,利用有限体积法进行数字计算,得到检测表面的温度分布,依据检测表面的温度,利用LM反演算法对脱粘层缺陷的位置和涂层厚度进行了反演识别,实现对热障涂层材料的定量检测.利用数字算例对检测结果进行了验证,验证了...     

红外锁相法涂层测厚数值模拟与分析

在传热学基础上建立了涂层的三维瞬态导热模型,利用ANSYS 仿真软件对施加有正弦规律变化热流密度的涂层试件进行有限元分析;运用两次加载、减法处理的方法有效克服了常量和环境因素带来的影响,然后讨论了数据拟合求相位的方法;改变加载频率,得到了多组涂层厚度与相位的定量关系曲线,从理论计算的角度揭示涂层厚度和相位及加载频率的定量关系;最后利用曲线中的线性线段,总结确定了涂层厚度与相位的定量关系,为利用锁相法对涂层厚度进行精确测量提供了理论依据。     

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。     

基于小波分解的热波相位特征提取及喷涂层厚度评价

针对热障涂层制备过程中的厚度评估问题，通过数值模拟手段研究了光脉冲激励下制备在镍基高温合金上不同厚度的NiCrAlY涂层表面热波瞬态响应规律；在此基础上分析了表面热波相位特征随涂层厚度的变化规律，结果表明特定频率范围的热波相位特征与涂层厚度具有近似线性对应关系，但不同涂层厚度之间的相位差绝对值较小，不利于厚度定量评价；为提高不同厚度涂层之间的热波相位差，提出采用小波分解第二层细节系数对涂层表面热波进行重构，重构热波相位差比原始热波提高了约500倍，有利于提高涂层厚度评价的准确率；最后采用试验手段验证了模拟结果的准确性。     

大功率LED灯具散热器的优化设计研究

LED的散热性能对其寿命有至关重要的影响,而现阶段LED的散热器设计方法很多依靠的是经验值。本文针对这一问题,提出一种散热器的优化设计方法,该方法首先基于大量实验数据研究了散热器翅片单一因素（包括翅片高度、翅片间距、翅片厚度、底板厚度）对散热性能的影响,然后运用正交试验法,综合分析了各因素对散热性能的影响程度,最终得到了翅片参数的最优水平组合。最后本文利用此方法,设计了一款新的散热器,实验表明该LED灯源芯片温度降低,并计算了优化后翅片的效率。     

功率变换器肋片散热器的理论分析与优化设计

针对现有散热器模型的不足,建立了恒热流的边界条件下的散热器的数学模型,得到了散热器的温度分布公式。提出了散热器的优化方法,并利用Flux软件对现有功率变换器的散热器在自然空气冷却条件下进行优化。得到了两种优化方案,都在功率器件允许的温度范围内减小散热器的体积和质量,从而充分发挥了散热器的作用。     

大功率LED太阳花散热器的结构优化

对一款大功率LED太阳花散热器(RHS)进行了热阻建模、工作温度测量和软件仿真。依据传热学基本原理建立热阻模型,采用数字温度表进行温度测量,借助专业电子产品热分析软件Icepak进行模拟仿真。在误差允许的范围内,散热器温度的实验值与理论值保持一致,证明了利用Icepak进行软件仿真的可行性与可靠性。在此基础上,运用控制变量法,以散热器最高工作温度为目标,利用Icepak软件对散热器的肋片数量、铝板直径和铝板厚度进行优化,为该散热器的结构优化提供了参考。     

LED投光灯叉翅散热器热分析及优化

为探究叉翅散热器在某100 W LED舞台投光灯上的散热强化作用并进行优化设计,通过数值模拟与实验验证的方法,对影响叉翅散热器散热性能的主要几何因素及其机理进行了分析。以LED芯片最高温度和散热器质量为优化目标,对短翅长度与间距进行了单因素分析,然后通过NSGA-Ⅱ算法进行双目标优化,并进行模糊C均值聚类,得到了不同应用场景下散热器配置。结果表明：叉翅散热器可有效增强散热性能,其结构可增加翅片表面平均对流换热系数,短翅长度和间距对单位质量散热性能影响均存在最优值,短翅过长或间距过小均会使翅片表面对流换热系数下降。双目标优化后的叉翅散热器可在几乎不改变散热器质量时,降低LED芯片最高温度2.33℃。     

CPU热柱散热器实验研究与温度场数值模拟

对CPU热柱散热器的散热性能进行了实验研究,测试加热功率、风速等主要工况不同时发热电子元件表面的温度,比较并分析了测试结果。运用有限元分析软件ANSYS对该散热器进行了温度场数值模拟分析。研究在风冷条件下,同等尺寸的普通铜柱CPU散热器和热柱散热器的温度分布。结果表明,热柱散热器具有良好的散热性能,在较低风速下也能有效地降低CPU的温度。     

集成式大功率LED路灯散热器的结构设计

LED作为新一代绿色光源,正在被广泛的应用于照明行业.对于LED灯具来说,正常工作的前提是要具备良好的散热能力.利用CAE并结合正交分析法模拟分析了集成式大功率LED路灯散热器结构.通过分析翅片的高度、厚度、个数以及基板的长度、厚度、宽度等六个参数对其温度场的影响,得出较优的结构参数组合,使LED工作温度降低到要求温度以下,并使散热器的质量较轻.     

过冷降膜的温度场及红外隐身应用研究

深入分析了利用定常温度下过冷降膜技术对军事目标进行红外隐身的方法。建立了层流降膜的流动与传热模型,采用积分法得到了降膜表面的温度分布,提高了解的精度。对比不同研究者的结果与实验值,得到了液膜自由表面温度变化主要是由热边界层厚度与液膜厚度关系、初始温度、液膜流量、动力粘度的变化引起的。计算了不同参数下过冷降膜对军事目标的红外抑制效果,结果表明:过冷降膜是一种简单有效的红外抑制技术,增大液膜流动的流量、降低液膜入口温度或增加物体粘性均可增强对特定目标的红外隐身效果,该技术在军事目标的红外隐身方面应用前景广阔。     

锁相红外检测技术对耐候涂层厚度的评估

输变电设施的金属构件容易受温度、湿气等气候因素影响而发生侵蚀,因此通常需要在其表面喷涂耐候保护涂层.为了确保涂层厚度符合要求,需要对其进行检测.针对现有检测方法的不足,本文采用锁相红外无损检测技术对耐候涂层厚度进行检测与评估.首先采用制作的标准涂层试件对该方法测厚的原理与重复性进行验证,验证了该技术对涂层厚度的评估的可...     

基于相位的热障涂层厚度及其脱粘缺陷红外定量识别

为了促进热障涂层红外无损检测的定量检测研究, 建立了轴对称圆柱坐标下的热障涂层脉冲相位检测模型, 针对研究模型, 采用有限体积法求解出脉冲热激励下的温度场, 将温度进行FFT变化得到相位分布, 分析了不同因素对检测表面相位差分布的影响。在此基础上, 采用LM算法研究了轴对称圆柱坐标下对热障涂层厚度的大小和脱粘缺陷的位置进行定量化检测的方法, 分析了不同因素对检测结果的影响。研究结果表明: 当不存在测温误差时, 不同的初始假设、采样窗口时间下都能得到很高的识别精度, 其对定量识别的影响不大, 当测温仅存在均匀误差时, 涂层厚度和脱粘缺陷位置识别精度都很高, 均匀误差对识别无影响, 识别结果的精度会随测温随机误差的增大而降低, 但在较大的随机误差下仍有较高的识别精度。     

包含热模型的大功率MOSFET新型电路模型

功率转换器的功率密度越来越高，发热问题越来越严重，这种功率转换器的设计对现代大功率半导体技术提出了新的挑战；因而，热问题的优化设计和核实变得比大功率器件的电模型更加重要，本文提出一种新的PSPICE模型，可以利用它计算MOSFET芯片在瞬变过程中的温度。其中的热阻可以从制造商提供的产品使用说明书得到。本文介绍的模型提供发热和电气参数之间的动态关系。它建立了与许可的热环境的关系，例如，栅极驱动电路、负载、以及散热器的分析与优化设计。利用这个模型可以改善散热器的设计。由于决定功率损耗的参数是分布在一定范围内，受生产制造的影响很大，因而散热器的设计往往由于无法预先知道功率损耗而无法进行。     

电子芯片冷却用微管道散热器的换热性能分析

在对电子芯片内部冷却用的微管道散热器进行传热性能分析时,现有分析方法大都仅能在假设微管道下壁上的热载荷处于均匀分布时适用.当微管道下壁上的热载荷处于任意分布情况时,利用文中设计的有限元分析法可对微管道散热器的传热性能进行分析.在微管道下壁上的热载荷处于不同的分布情况下,利用伽辽金有限元公式计算了微管道散热器中的微管道表面温度分布、流体温度分布及散热器总热阻等;通过与现有的分析方法所得结果进行对比:在对热载荷均匀分布状态下的微管道散热器进行传热性能分析时,有限元方法完全可作为CFD(Calculated Fluid Dynamics)法的一种替代,且使用有限元方法对微管道散热器进行传热分析时的运算更为快捷.当微管道下壁上的热载荷处于任意非均匀分布状态时,利用文中设计的有限元分析法仍可有效地对微管道散热器的传热性能进行分析;因此有限元分析法也可用于研究微管道散热器的几何参数对散热器传热性能的影响.     

基于ANSYS的CPU散热器不同角度鳍片散热分析

由于计算机的体积不断缩小,CPU散热器的散热效果对CPU工作性能的影响越加明显,在智能计算机的有限空间散热问题值得深入讨论和研究.本文利用ANSYS软件建立了CPU散热器的三维有限元模型,对其进行热学性能分析.通过改变散热器鳍片角度得到了散热器的温度分布云图和热梯度分布云图,然后对离散数据进行线性拟合,分析了不同角度的散热器鳍片分别与最大温降、热流量、最大长度值之间的函数关系.研究表明,不同角度的鳍片对散热器的散热效果产生一定的影响,为散热器的优化设计提供了重要依据.     

等离子喷涂ZrO28Y2O3涂层厚度测量方法研究

提出了利用激光非接触点扫描测量涂层厚度的方法.研究了激光照射新型材料ZrO28Y2O3涂层粗糙表面上光点的高斯分布,并利用扫描电子显微镜得到了涂层粗糙表面的显微精细结构.采用激光-面阵CCD传感器-计算机数字图像处理技术测量涂层厚度.实验结果表明:所提出的测量方法是可行的,测量涂层厚度的重复性误差在±5 μm范围内.     

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...