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...     

大功率LED针翅式散热器散热性能数值模拟

发光二极管(LED)作为新一代光源,得到广泛应用.然而在工作过程中,大部分的电能会转变为热能,使LED的结温升高,可靠性降低.为了使LED芯片产生的热量能够及时有效地散发出去,通常采用翅片散热方法对其进行散热.采用数值模拟的方法对大功率LED针翅式散热器的散热性能进行了研究.为了验证模型的准确性,利用K型热电偶和安捷伦数据采集仪对散热器进行了实验测试.实验结果表明,该数值模型方程能够很好地模拟散热器的散热性能.此外,研究了大功率LED针翅式散热器的几何参数(翅片高度、半径、排数、列数)对LED散热性能(结温、对流换热系数和热阻)的影响,并且对翅片结构进行了优化分析.     

一种高功率LED射灯的散热设计与实验研究

以一款MR16 LED射灯为模型,采用ANSYS有限元软件进行热分析。以散热器翅片保持60℃为标准,通过实验与仿真相结合的方法,分析了LED射灯的热流功率、散热器基座厚度、LED芯片间距、对流面积对整个系统散热性能的影响。结果表明,散热器对流面积是影响灯具散热性能的最重要因素;对一定的散热器,存在一个有效的最大芯片输入功率。现有MR16 LED射灯的散热器最大散热功率只能达到2.5 W左右,要使散热功率增大并且发挥散热器最佳性能,必须增加散热器的对流面积。对该结构散热器散热性能的定量研究对今后高功率LED灯具的生产具有一定的指导意义。     

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。     

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。     

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100W 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℃。     

集成式大功率LED散热的二次优化方法

研究了集成式大功率LED散热的二次优化设计方法。分析了集成式大功率LED的发热特性和LED路灯的散热要求,建立了散热分析模型。通过对散热器翅片的形状和布局的优化分析,得到一次优化结果。在此基础上,结合实际生产要求,提取凸台半径、凸台高度和拔模角度这三个参数进行了二次优化,得到了有效的优化组合。然后用优化分析结果来指导LED路灯和散热器的设计,并制作样品进行温度实验,结果表明散热器设计满足要求。     

大功率 LED 散热器的数值模拟与优化

为解决大功率 LED 的散热问题,设计一种方形散热器,以传热理论为基础,采用基于有限单元法的数值计算方法,通过单一变量法对大功率 LED 采用空气冷却时的散热过程进行数值模拟,分析方形散热器结构参数对散热性能的影响规律并进行结构优化。研究结果表明：底板边长为 90 mm、底板厚度为 6 mm、翅片数量为 22 以及翅片高度为 50 mm 的方形散热器具有最佳的散热效果。     

基于有限元法LED散热强化研究

为了解决大功率LED散热问题,构建了包括LED固体部件及外部流体空间的三维数学模型。基于有限元法,应用k-ε模型模拟自然对流换热条件下LED模组散热情况。模拟结果表明,LED模组温度场分布不均,芯片结温较高;受芯片功率密度及位置布设的影响,中心翅片的散热效果差。通过改变散热器结构,设计了两种翅片组合形式,虽然换热面积有所减少,但由于中心翅片的对流换热得到强化,达到了降低结温的效果,提高了散热性能。     

不同环境中翅片散热器性能的仿真研究

通过理论分析和仿真计算相结合的方法,以VD-MOS高热流器件的散热器为冷却对象,分别在大气环境和真空环境中建立了翅片散热器的数学物理模型,应用FLUENT公司的Icepak电子热设计分析软件对不同参数下的翅片散热器在两种环境中的性能进行了数值模拟,分别得到了翅片高度、翅片间距、翅片个数以及散热器的安装方位等多个参数对散热器散热性能的影响规律,并通过对比分析得到了真空和大气环境中的不同影响规律和最优结构参数.     

LED背光源散热模型的分析与优化

中小尺寸发光二极管（LED）背光源为了降低成本而选择LED灯条单短边的设计,LED在短边的布局相对比较集中,不可避免地带来散热问题。文章利用有限元ANSYS软件对15.6inch笔记本电脑单短边LED背光源散热问题进行研究,结果表明采用铝板散热可使LED温度由109℃降低至47℃左右,下降约57%。同时由于铝材价格较高,文章对如何使用最少的铝材达到最理想的散热效果进行了讨论,得到了最有利于LED散热的铝板形状、面积、厚度以及安装方式。     

烟囱效应在大功率LED灯具散热器设计中的影响分析

烟囱效应具有强化对流、增强换热的能力。本研究设计了一款基于烟囱效应的大功率LED灯具散热器,采用有限元分析法分析烟囱效应在散热器散热过程中的作用效果。分别探讨了烟囱的高度、烟道孔径以及烟囱个数对散热器散热性能的影响。研究表明,本研究中烟囱烟道孔径的最佳尺寸为6mm。烟囱的高度可依据散热器的高度设计取40 mm~50 mm。在设计条件允许的前提下,烟囱个数越多散热器散热效果越好。     

照明用大功率LED散热研究

大功率LED体积小、工作电流大,输入功率中大部分转化为热能,散热是需要解决的关键技术.文章介绍了大功率LED热设计的方法,针对大功率LED的封装结构,建立了热传导模型;对某照明用大功率LED阵列进行了散热设计,通过仿真分析和热评估试验验证了所采用的散热方法和设计的散热器满足LED阵列的散热要求.     

大功率LED热管散热器的模块化设计与研究

针对当前大功率LED散热器多采用肋片式散热器,散热效果不是很理想,同时当前灯具都采用一体化的集成结构,在维护和检修的过程中,只能整体返厂,给大功率LED灯具的使用带来不便等问题,提出了大功率LED热管散热器模块化思路。通过模块化设计,大功率LED的散热效果得到了提高,且能够进行及时的维护,多数部件可以循环利用,延长了灯具的生命周期,降低了维修成本。对大功率LED热管散热器模块进行了设计优化,并且通过ICEPAK散热软件进行了模拟,结果表明此热管散热器模块大大提高了大功率LED的散热性能。     

对引入烟囱效应的LED平板散热器的优化及分析

利用烟囱效应改变散热器周围的空气运动状况, 提出了一种设计结构,并对设计结构进行尺寸优化与效果分析。用 SolidWorks建立LED设计及试验结构模型,用EFD(engineering fluid dynamics)热仿真,得 到了在最优散热性能和最优综合性能下的结构尺寸及周围空气 运动状况对比图。实验结果表明,在引入及优化前后,散热器的热阻降低了29.4% ,综合性能可以提升43.9%,烟囱效应的引入, 散热器有了明显卷吸周围空气的效应,散热器流出的空气束从向中间集中运动变为沿圆筒 边缘方向向上运动,丰富了散热器周围的空气运动状态。     

Thermal module design and analysis of a 230 W LED illumination lamp under three incline angles

This study investigates on the thermal performance of the 230 W LED projection lamp cooling module in the natural convection and modifies fin parameters including fin spacing, height and thickness and LED base plates materials to achieve optimal heat dissipation and performance through experimental and simulation analysis. Results show that the best values of cooling module are 1.1 mm aluminum fin thickness, 7.5 mm pitch, and 31 mm height and can effectively reduce the LED junction temperature under 75 °C at 90° incline angle. The impact of the incline angle of the LED vapor chamber-based plate to the thermal performance of the present cooling module should be assessed before such a structure of vapor chamber cooling system is used to cool high power LED system. And the experimental results are in good agreement with the theoretical results, whose calculating error is not more than ±10%. A novel comparative process of 230 W LED projection light is developed.     

自然对流条件下LED阵列散热器改进研究

对LED照明系统常用的平行翅片型散热器进行翅片开缝改进,并采用计算流体动力学(CFD)方法模拟改进前,后LED阵列散热器在自然对流条件下的散热性能.计算结果表明,翅片开缝有利于形成自下而上的自然对流.从而达到消除局部环流和改善散热器自然对流换热性能的目的.在其他计算条件相同的情况下,翅片开缝使翅片的最高温度下降了约8℃...