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集成式大功率LED路灯散热器实现

发布时间:2021-3-29     来源:电子散热器    站点:http://www.js-hongtu.com
 

 目前大功率的LED光源又分为两种类型, 一种是阵列分布式大功率LED 光源, 它是将数个led进行阵列分布布置, 如图1 所示。另一种是集成式大功率LED 光源, 将数颗LED 集成封装在一起, 如图2所示。这两种类型的LED 灯具因LED 芯片布置方式不同, 在配光曲线、占用空间以及散热上面有所不同。相对来说, 集成式大功率LED 光源制成的灯具质量要轻, 在封装材料方面用料要少, 配光方面与阵列分布式大功率LED 光源相比也可以达到路灯照明的要求, 是以后的路灯发展趋势。但是因为散热相比阵列式要难, 因此寿命缩短, 成为阻碍集成式大功率LED光源发展的关键难题。

本文主要是利用ANSYS有限元软件对集成大功率热源LED 路灯散热器进行结构优化设计。大功率LED灯具的使用温度要求在75 以下, 因此本次优化的目的是在力求在LED 芯片结温降到最低并小于75 的同时使散热器的质量有所降低。

  1 热量传递理论与热分析

  1. 1 热量传递基本理论

  热量传递主要有三种方法: 热传导、热对流和热辐射。在LED路灯的散热系统里, 三种热量传递方式均有, 但是以热传导和热对流为主。热传导性强弱依赖于产品材料, 已有很多文章就此进行了研究, 而且经研究表明指出解决LED 散热问题的关键不是寻找高热导率的材料而是改变LED 的散热结构或者散热方式, 因此本文主要考虑因散热器结构的不同而导致的散热效果差别。

由对流换热速率方程式( 1)可见, 要想增加对流换热量可以通过增加温差, 增加表面传热系数以及增加换热面积三种方法可以达到。对于自然对流换热的LED路灯来说, 增加温差和表面传热系数的方法不方便采用, 因此本文主要是通过增加换热表面积。

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