
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文檔簡介
1、隨著相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展,LED的功率增長速度越來越快,產(chǎn)生的熱流密度越來越高,LED對創(chuàng)新、先進(jìn)的散熱技術(shù)的需求越來越緊迫,對散熱技術(shù)的要求也越來越高,散熱問題一直以來都是制約LED發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。由此可見,LED急需新一代散熱技術(shù),該技術(shù)應(yīng)該具備以下優(yōu)點(diǎn):高散熱效率,小重量,小體積,低成本,低噪音,低功耗,可集成度高,沒有運(yùn)動(dòng)部件等。離子風(fēng)散熱技術(shù)具備這些優(yōu)點(diǎn),很可能成為滿足LED散熱的新一代散熱技術(shù)。本文基于電暈放電理論,設(shè)計(jì)了
2、一種離子風(fēng)發(fā)生裝置,裝置由針狀發(fā)射電極和網(wǎng)狀收集電極組成,其具備前面提到的各個(gè)優(yōu)點(diǎn),能與LED芯片高度集成,實(shí)現(xiàn)一體化封裝;同時(shí),設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)測試平臺(tái),對影響離子風(fēng)發(fā)生裝置性能的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了研究,重點(diǎn)研究了發(fā)射電極形狀、收集電極形狀、電極間距和工作電壓等因素對離子風(fēng)發(fā)生裝置的影響,針對散熱表面尺寸為40mm×40mm的高熱流密度LED芯片設(shè)計(jì)了離子風(fēng)發(fā)生裝置陣列,進(jìn)而設(shè)計(jì)出滿足LED芯片散熱需求的離子風(fēng)散熱系統(tǒng),同時(shí),設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn),對比
3、分析離子風(fēng)散熱系統(tǒng)與傳統(tǒng)強(qiáng)制風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的散熱效果,具體研究內(nèi)容與結(jié)論如下:
1.采用紫銅作為發(fā)射電極和收集電極的材料,利用激光加工設(shè)備對0.1mm厚度的紫銅板進(jìn)行激光加工,通過后期組裝制成離子風(fēng)發(fā)生裝置,使用單一變量法對網(wǎng)狀收集電極網(wǎng)格尺寸、針狀發(fā)射電極直徑和電極間距等影響因素逐一展開實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明:收集電極網(wǎng)格尺寸為1.0mm×1.0mm、發(fā)射電極直徑為0.122mm、電極間距為5mm是優(yōu)選的結(jié)構(gòu)參數(shù),實(shí)現(xiàn)的最高風(fēng)速達(dá)
4、到2.45m/s。
2.設(shè)計(jì)了一個(gè)適用于離子風(fēng)發(fā)生裝置陣列性能測試的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),通過控制單一變量,對離子風(fēng)發(fā)生裝置陣列縱向間距、橫向間距,以及收集電極與散熱表面夾角等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:優(yōu)選的縱向間距為6mm,優(yōu)選的橫向間距為2.64mm,收集電極與散熱表面夾角優(yōu)選值為30°,實(shí)現(xiàn)的最低溫度為50.29° C。
3.分別研究了不同熱流密度、不同工作電壓等因素對LED離子風(fēng)散熱系統(tǒng)性能的影響,并設(shè)計(jì)對比實(shí)
5、驗(yàn),對比分析離子風(fēng)散熱系統(tǒng)與傳統(tǒng)強(qiáng)制風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的散熱效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在0.375W/cm2熱流密度下,系統(tǒng)的散熱效果最佳,實(shí)現(xiàn)的對流換熱系數(shù)最高可達(dá)到75.56W/(m2·K);當(dāng)工作電壓為4.2kV時(shí),系統(tǒng)的散熱效果良好,實(shí)現(xiàn)的對流換熱系數(shù)最高可達(dá)到66.71 W/(m2·K);當(dāng)功耗在0-0.026W時(shí),離子風(fēng)散熱系統(tǒng)占有絕對優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)的對流換熱系數(shù)最高可達(dá)到51.30W/(m2·K)。本文為高熱流密度LED離子風(fēng)散熱系統(tǒng)的設(shè)
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