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。     

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。     

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。     

一种小功率LED筒灯的设计

设计了一款12W的LED筒灯。驱动电源部分采用MT7930控制芯片,芯片内部集成了多种保护电路,驱动电路结构简单,功率因数校正效果理想,采用电磁干扰抑制技术可以满足电磁兼容要求。分析说明了驱动电源基本电路中一些关键部分的功能。最后对LED散热原理及采用的外壳散热方案进行了说明。整灯测试结果表明设计的LED筒灯在效率、功率因数、总谐波畸变、电磁兼容性及散热方面效果良好。     

LED简灯热管散热器的试验研究及性能评价

为获得基于自然对流的异型热管散热器用于LED筒灯的工作性能,研制了热管散热器试验件,并进行了试验研究。结果表明：热管散热器启动性能良好,启动时间约为33min;散热器具有较好的均温性能,40W时蒸发面最大温差为4．7℃;在试验条件下,热源表面最高温度不超过70℃;加热功率对接触热阻、扩散热阻和热管热阻基本无影响,而翅片换热热阻随加热功率的增加而减小。基于试验所得结果,并通过热阻网络分析,论证了异型热管散热器可满足LED筒灯散热的需求。     

照射角度对大功率LED筒灯散热性能影响的分析

为了满足照明需求,有时需要将LED灯具设计成照射角度可调的结构,采用有限元软件分析了三款搭配常见散热器的大功率LED筒灯在不同照射角度下的散热性能,结果发现搭配辐射状散热器的LED筒灯在低于30°照射角下散热效果较佳;搭配平板状散热器的LED筒灯绕不同方向转动照射时散热效果不同,在绕文中所示X轴方向转动时散热效果较好,适合多角度照射;搭配柱状散热器的LED筒灯在多角度照射情况下都具有较好的散热效果。研究结果为以后的筒灯设计提供了参考依据。     

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。     

基于BP3105芯片的高效一体式LED筒灯设计

文章结合LED照明发展现状,设计了一种基于BP3105恒流驱动芯片的小功率LED筒灯。该设计提出了将驱动控制电源与灯具外壳连接在一起的一体式设计方案。实现了功率因数校正,提高了功率因数。文章对反激式驱动电源电路、散热器进行了理论设计和参数估算。经测试,各项光电指标符合设计要求,性能稳定,成本较低。     

LED散热器热分析建模方法

针对LED散热器热分析常用的热传导分析模型与流固耦合分析模型存在适用面窄与计算量大的不足,研究了LED散热器热分析的建模方法.提出了一种可以用热传导分析模型等效简化流固耦合分析模型的方法,该方法能快速得到散热器的温度状态并能从等效换热系数h获得LED散热器所需风扇的技术参数即风扇流量,有助于风扇规格的选择.以一款LED车灯风冷散热器的热分析为例,表明提出的等效简化建模方法不仅可以提高分析计算效率,而且具有良好的实用价值.     

基于正交试验设计的电子镇流器参数优化设计方法的研究

品质优良的荧光灯用电子镇流器不仅要求产品的性能指标优良,更重要的是要求产品的稳定性好,可靠性高。本文以现有国内电子镇流器产品的典型电路结构为研究对象,建立其Pspice电路仿真模型,基于正交试验设计法对其输入谐波含量、功率因数和波峰系数三项指标进行了多目标函数的参数优化设计,使系统在保证性能指标优良的前提下,进一步提高稳健性。本文提出的电子镇流器参数优化设计方法,对提高电子镇流器设计质量具有一定的指导作用。     

基于正交实验法的高亮度大功率LED仿真设计

采用正交实验法分析反射碗和透镜两部件的各个因素对LED发光强度分布的影响,并仿真设计出优化参数后的高强度、窄光束大功率LED.这一设计方法对LED的一次光学系统设计具有一定的指导意义,并有助于提高大功率LED光学系统设计的效率,降低LED封装的试验成本.     

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。     

Thermal analysis of LED lighting system with different fin heat sinks

This paper designs a 3 × 3 light emitting diode (LED) array with a total power of 9 W, presents a thermal analysis of plate fin, in-line and staggered pin fin heat sinks for a high power LED lighting system, and develops a 3D one-fourth finite element (FE) model to predict the system temperature distribution. Three kinds of heat sinks are compared under the same conditions. It is found that LED chip junction temperature is 48.978 ℃ when the fins of heat sink are aligned alternately.     

用正交试验法优化条形LED显示器的出光性能

考虑了生产过程中影响条形LED显示器的出光均匀性和亮度的五种影响因素：环氧、散射剂、散射剂占环氧主剂的质量百分比、出光高度、芯片间距,并对每种影响因素各取三到四个不同水平进行正交试验.通过对正交试验的数据分析和后续的试验,确定了最合适的封装工艺,得出了生产中使出光均匀性一致,光亮度达到应用要求的产品.     

Thermal analysis of LED lighting system with different fin heat sinks

This paper designs a 3×3 light emitting diode(LED) array with a total power of 9 W,presents a thermal analysis of plate fin,in-line and staggered pin fin heat sinks for a high power LED lighting system,and develops a 3D one-fourth finite element(FE) model to predict the system temperature distribution.Three kinds of heat sinks are compared under the same conditions.It is found that LED chip junction temperature is 48.978℃when the fins of heat sink are aligned alternately.     

Thermal Design for 5 Watt Power LED

With the consideration of the thermal management and heat sink requirements, a cooling device is designed and the thermal resistance of this device is calculated with a single 5 W power LED. The thermal design of a single 5 W power LED is reasonable, effective and the result has been simulated. This design also instruct other power LEDs' thermal design. Provided is a reliable and effective method for the design of power LED illumination lamps and lanterns.