led燈具散熱設(shè)計(jì)

1、《熱設(shè)計(jì)與電磁兼容設(shè)計(jì)》課程論文《大功率大功率LED燈的散熱性能分析燈的散熱性能分析》組員：肖勇張睿1目錄摘要....................................................................................................................................................21引言.............

2、...................................................................................................................................32LED燈散熱技術(shù)...............................................................................

3、..........................................33熱分析工具....................................................................................................................................44一款大功率LED燈的熱分析........................

4、.............................................................................54.1燈具物理模型.....................................................................................................................54.2燈具熱網(wǎng)絡(luò)模型.....

5、............................................................................................................54.3燈具熱分析.......................................................................................................

6、..................65改進(jìn)設(shè)計(jì)........................................................................................................................................75.1線路板挖空方案.................................................

7、................................................................75.2散熱片優(yōu)化方案.................................................................................................................95.3加裝熱管方案......................

8、.............................................................................................115.4界面材料優(yōu)化方案...........................................................................................................115.5加裝

9、風(fēng)扇方案...................................................................................................................125.6均溫板設(shè)計(jì)方案.........................................................................................

10、......................126結(jié)束語(yǔ)..........................................................................................................................................12參考文獻(xiàn)首頁(yè)..............................................

11、....................................................................................13《熱設(shè)計(jì)與電磁兼容設(shè)計(jì)》課程論文《大功率大功率LED燈的散熱性能分析燈的散熱性能分析》組員：肖勇張睿31引言發(fā)光二極管（LightEmittingDiodeLED）是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的一種新型冷光源。LED的發(fā)光機(jī)理是靠PN結(jié)中的電子在能帶間躍遷產(chǎn)生光能芯片會(huì)有發(fā)

12、熱現(xiàn)象特別是大功率LED使用多個(gè)LED組裝成一個(gè)模組散熱量大大增加。目前LED只有15%20%的能量轉(zhuǎn)化為光能剩余80%85%的能量都轉(zhuǎn)化為熱能而芯片尺寸僅為，導(dǎo)致芯片的功率密度很大（達(dá)量2112.52.5mm??:21Wmm級(jí)）。但是LED器件的散熱性比較差，首先因?yàn)榘坠釲ED的發(fā)光光譜中不包含紅外部分，即其熱量不能依靠輻射釋放；其次，LED燈具的擴(kuò)散熱阻及解除熱阻都很大。而散熱性差會(huì)導(dǎo)致很嚴(yán)重的后果，比如減少LED的光輸出，縮短器件

13、的壽命，偏移LED所發(fā)光的主波長(zhǎng)等。因此如何使這些熱能以最短的路徑最快速的方法并且最大化的散發(fā)出去成了關(guān)鍵問(wèn)題之一。LED的熱管理主要包括3個(gè)方面：芯片級(jí)、封裝級(jí)和系統(tǒng)集成散熱級(jí)。其中，芯片是主要的發(fā)熱部件，其量子效率決定發(fā)熱效率，襯底材料決定芯片向外傳熱效率；對(duì)封裝而言，封裝結(jié)構(gòu)、材料以及工藝直接影響散熱效率；系統(tǒng)集成散熱級(jí)也就是所謂的外部散熱器，主要包括散熱片、熱管、風(fēng)扇、均溫板等。近年來(lái)，LED散熱問(wèn)題逐漸被國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界關(guān)注，相應(yīng)

14、地開(kāi)展了各種研究，然而由于LED燈具散熱多為經(jīng)驗(yàn)化設(shè)計(jì)，散熱系統(tǒng)專業(yè)性比較差，以至于目前LED燈具的散熱問(wèn)題仍然很嚴(yán)重。因而，對(duì)大功率LED燈具進(jìn)行熱分析和熱設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先介紹了目前LED燈的散熱技術(shù)以及常用的熱分析工具，然后選用一款大功率LED燈作為研究模型，利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)該款LED燈進(jìn)行了熱分析，得到該燈具各部分的溫度分布以及芯片的最高溫度，在此基礎(chǔ)上對(duì)該燈結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，得到滿意的散熱效果。2LE

15、D燈散熱技術(shù)目前大功率LED燈主要散熱技術(shù)有散熱片、熱管、均溫板、輻射涂覆層、導(dǎo)熱膏、導(dǎo)熱墊片等。散熱片是利用擴(kuò)大的表面積將熱對(duì)流散發(fā)到環(huán)境中，影響散熱片散熱性能的因素有散熱片形狀，翅片數(shù)量、間距、尺寸大小、傾斜角度，散熱片的材料以及加工工藝等，也是最常用的散熱技術(shù)，本文中模型燈具就是采用散熱片來(lái)散熱的。熱管是利用冷凝液相的循環(huán)變化，將LED發(fā)出的高熱量導(dǎo)出并散發(fā)掉。一般情況下熱管冷端與散熱片配合使用，來(lái)達(dá)到更好的散熱效果。均溫板與熱管