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大功率LED燈散熱性能分析和優(yōu)化方案大功率LED燈的散熱性能主要通過(guò)散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化和散熱材料來(lái)完成。LED燈在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要考慮具體的工作環(huán)境，選擇最優(yōu)的散熱材料，同時(shí)做好仿真實(shí)驗(yàn)，調(diào)整LED燈的結(jié)構(gòu)，確保LED燈散熱的高性能。 1、散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化 大功率LED燈散熱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化首先要對(duì)翅片結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)仿真模型的數(shù)據(jù)和結(jié)果，翅片高度、長(zhǎng)度進(jìn)行分析，一般來(lái)說(shuō)，大功率LED燈的瓷片高度通常是在0.05-0.11m范圍內(nèi)，這個(gè)范圍內(nèi)的散熱性能最好，在0.05-0.11m范圍內(nèi)還可以進(jìn)一步的劃分，通常來(lái)說(shuō)，在0.071-0.11m的范圍內(nèi)，當(dāng)翅片高度達(dá)到這一高度以后，芯片溫度則趨于平緩，而在0.05-0.07m范圍內(nèi)，當(dāng)翅片高度在這一范圍內(nèi)時(shí)，芯片溫度波動(dòng)比較大，因此應(yīng)控制翅片的高度范圍，以獲取更高的芯片散熱性能。此外在翅片長(zhǎng)度方面，在0.03-0.12m范圍內(nèi)最適宜，這也是當(dāng)前大功率LED等翅片長(zhǎng)度的首選。 另一方面，缺口、通孔是LED燈的光源區(qū)連接通道，而LED基板是整個(gè)燈具中溫度最高的地方，這說(shuō)明，LED燈的熱傳播通道是由芯片出發(fā)，到缺口、通孔再到基板，而對(duì)于其他的多余的熱量，主要是通過(guò)散熱片通道進(jìn)行刪除，這樣一來(lái)，可以根據(jù)大功率LED燈的具體情況，通過(guò)改造LED燈內(nèi)部結(jié)構(gòu)和模塊，尋找和測(cè)量最優(yōu)化的方案，實(shí)現(xiàn)熱分布的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從而根據(jù)實(shí)際情況制定缺口、通孔的參數(shù)，而對(duì)于翅片的數(shù)量，一般是按照12-16片進(jìn)行設(shè)置，主要是翅片散熱最高值進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)翅片組合和間距設(shè)置的方式提升散熱最高值，一次來(lái)實(shí)現(xiàn)翅片散熱的高性能。
2、材料選擇 LED燈材料選擇非常重要，要根據(jù)大功率LED燈的工作環(huán)境和散熱需求進(jìn)行分析，不斷拓展新型高性能的散熱材料。目前，大功率LED燈的散熱材料主要是以銀、鋁、鋁合金為主，其他新型材料為輔的。首先傳統(tǒng)的銀、鋁、鋁合金等材料性?xún)r(jià)比比較高，因此市場(chǎng)應(yīng)用較為廣泛，傳統(tǒng)的散熱材料主要是存在導(dǎo)熱系數(shù)的差異性，導(dǎo)熱系數(shù)與散熱傳導(dǎo)效率呈現(xiàn)正相關(guān)性。按照導(dǎo)熱系數(shù)排雷，銀的導(dǎo)熱系數(shù)最高，決定了其可以有效降低表層熱阻，提高整體的導(dǎo)熱效率，但從成本來(lái)看，銀的采購(gòu)成本比較高，而從其性能來(lái)看，銀的柔韌性不足，硬度不夠，因此目前，鋁、鋁合金和銅是大功率LED的主要材料，現(xiàn)有LED通常采用鋁作為散熱主要材料，適當(dāng)會(huì)增加一些銅，性?xún)r(jià)比比較高。此外，近些年LED散熱新材料的發(fā)展也在不斷提高，新型散熱材料也取得了非常大的進(jìn)步，進(jìn)一步拓展了LED燈在不同工作環(huán)境的應(yīng)用，如適應(yīng)于高溫低壓的MAP-05散熱材料就是一種很好的發(fā)展方向。此外隨著電子設(shè)備的發(fā)展和大功率LED燈工作環(huán)境的變化，散熱材料的性能、形狀不斷推陳出新，取得了非常大的進(jìn)步。 3、性能優(yōu)化 大功率LED燈在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)前必須要對(duì)性能進(jìn)行優(yōu)化，要做好溫度實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從而設(shè)計(jì)出在不同工作場(chǎng)景中性能最優(yōu)化的產(chǎn)品。在測(cè)試過(guò)程中，大功率LED燈的性能優(yōu)化必須要根據(jù)工作性能對(duì)測(cè)試環(huán)境、設(shè)備等進(jìn)行設(shè)定，通過(guò)仿真試驗(yàn)的方式找出最優(yōu)方案，在試驗(yàn)過(guò)程中要保持溫度的恒定，模擬最佳狀態(tài)下LED燈的優(yōu)化結(jié)果，從而對(duì)性能進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)材料和結(jié)構(gòu)的調(diào)整實(shí)現(xiàn)性能的最優(yōu)化。目前大功率LED燈在設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)進(jìn)行溫度試驗(yàn)，以測(cè)試LED燈的具體性能，當(dāng)然試驗(yàn)的結(jié)果會(huì)有一定的偏差，但總體數(shù)據(jù)分布規(guī)律相差不大，如果數(shù)據(jù)分布規(guī)律相差比較大，則需要反思在仿真模擬中是否出現(xiàn)了其他的問(wèn)題，如溫度未恒定，電壓線(xiàn)不穩(wěn)等情況。 普瑞斯照明，工業(yè)照明專(zhuān)家 |
