浅谈大功率LED灯具的散热结构设计

相比于日光灯、白炽灯等传统光源,发光二极管LED以省电、环保、寿命长、全固态、体积小等优点被称为照明绿色光源。随着取出荧光粉量子效率以及芯片封装制造技术的不断提升,从性能与结构上来看,LED取得了不小进步。文章探讨大功率LED灯具散热结构设计,希望能在日常照明及汽车照明等诸多领域得到推广与应用。     

大功率LED路灯的发展和应用

大功率LED路灯,即单颗功率大于1W以上,采用新型LED半导体光源的路灯。相对于传统高压钠灯、金属卤化物灯来说,大功率LED路灯具有一系列的优越性,因此近年来成为国内外半导体照明领域研究的重点。本文从大功率LED路灯入手,就大功率LED路灯的发展和应用进行探讨,从配光设计、散热结构和驱动电路这三个方面论述了大功率LED路灯推广应用的关键技术,旨在突出大功率LED路灯推广应用的价值。     

大功率LED路灯二次光学设计的模拟仿真

以大功率LED路灯配光问题为研究对象,将二次光学设计和蒙特卡罗研究方法相结合,提出大功率LED路灯的配光设计.通过tracepro仿真实验,得到了大强度光通量和高匹配光场的大功率LED路灯二次光学设计结果.采用凹槽填涂增反膜的多颗LED路灯相比同样输入功率的弧形底面多颗LED路灯提高1.36倍,而且空间光场分布更合理,出光集中在±15%.     

大功率LED封装散热关键问题的仿真

基于ANSYS有限元软件对目前3种典型LED封装结构的温度场进行模拟分析.通过比较得出,优化封装结构可以有效地提高LED散热性能,途径最佳的是减少热沉数量,次之为降低热沉热阻;经与热对流方式对LED散热效果比较,发现优化封装结构降低结温的效果并不明显.而在可实现的光转换效率下,经过必要的选材优化后,强制对流是最有效解决散热的方法.     

大功率LED阵列散热结构热分析

在自然对流冷却状态下,不同的散热结构对大功率LED阵列散热性能有显著影响。采用有限元分析法,对不同散热模型进行了分析并得到工作稳定时的热分析图;对比直片形、弧形、弧钉形散热结构的散热效果,逐步得出弧钉形散热结构散热效果最好,使得空腔以及芯片处温度均在合适的范围内,灯具的使用寿命达到近40000h。另外,模拟得出在普通散热设计中,灯具适合的功率约为13．75w。通过有限元法仿真模拟得出较为合理的结果,有效地减少了实验损耗。     

基于热传导设计的LED器件散热研究

大功率LED(Light Emitting Diode)散热技术已成为半导体照明产业发展的一项关键技术。本文设计了一种含热导管的LED散热器,分析了工作原理和结构特点。利用热电类比的方法对该散热器的热阻进行了详细的分析,并且推出了散热器总传热系数的方程式,最后通过实验测试了散热器各特征点的温度,验证了该散热结构设计的可行性与正确性。     

大功率LED散热技术的研究

LED（Light Emitting Diode）具有效率高、寿命长、能源省、不易破损、环保无汞等特点,使LED从早先的低功率电源指示灯演变成LED背光模块和LED照明等大功率应用。然而,散热问题正成为大功率LED需要解决的问题。     

大功率LED路灯方向敏感性研究

基于计算流体动力学（CFD）方法,构建了包括固体散热结构和周围流体区域的全场三维数学模型。利用该模型进行了强制对流下大功率LED路灯散热性能的方向敏感性研究,并分析了翅片间距和入口风速对其方向敏感性的影响。研究结果表明：板翅式换热器具有明显的方向敏感性,随着翅片间距的增大和入口风速的减小,这种方向敏感性逐渐弱化。     

纳米银膏增强大功率LED器件散热性能研究

为了解决大功率发光二极管(LED)散热效率低、可靠性差等问题,提出将无压烧结纳米银膏作为芯片固晶材料,应用于大功率发光二极管封装．对纳米银膏的热学行为及烧结后的晶体结构进行了表征,分析了烧结温度对电阻率和孔隙率的影响．利用纳米银膏封装大功率发光二极管,分析了不同固晶温度下发光二极管器件热阻及其结温变化,并与传统锡膏材料进行了对比．结果表明：随着固晶温度升高,纳米银膏的导电性和导热性逐渐提高．纳米银膏在200℃烧结后的电阻率为6.49μΩ·cm,界面孔隙率为11.5%,封装后的大功率发光二极管样品固晶层热阻为7.45 K/W,比采用SAC305和Sn₄₂Bi₅₈焊膏封装的发光二极管样品固晶层热阻分别降低15.4%和28.9%,芯片结温则分别降低2.9%和21.2%．此外,实验还测试了三种发光二极管封装样品的出光功率和工作温度,结果表明纳米银膏作为芯片固晶材料可为大功率发光二极管提供良好的散热通道,降低芯片结温并提高器件可靠性．     

大功率LED太阳花相变散热器数值优化研究

随着LED芯片单颗功率和封装集成度的提高,散热问题已成为大功率LED迫切需要解决的问题.文章提出了一种基于相变传热的一体化大功率LED太阳花散热器,利用正交实验和模拟仿真相结合的方法对太阳花散热器进行了优化,分析了中心孔直径和翅片参数的改变对散热器性能的影响.将数值模拟的结果与实测值进行了对比,结果表明:散热器的热性能影响因素从主到次为翅片厚度,数目,高度,中心孔直径,最佳方案最高温度降低了5.94℃,优化后的散热器能够满足200 W以上集成LED灯的散热要求.     

探究热管在大功率LED路灯中的应用

LED（Light Emitting Diode,发光二极管）属于半导体发光器件,而半导体器件伴随着自身温度的变化,其特性会明显的变化。对于LED。结温的升高会导致器件各方面性能的变化与衰减。这种变化主要体现在如下3个方面：     

大功率LED的散热封装

如何提高大功率LED的散热性能,是LED器件封装及其应用的关键技术.提出了一种LED薄膜集成封装结构,利用磁控溅射技术制备了实验样品,依据动态电学法,采用金相显微镜和扫描电镜对样品的热阻和膜层性能进行了测试,通过对传热模型的仿真以及实验,分析了样品的散热性能.与现有的PCB封装结构相比,薄膜封装结构的散热性能远优于PCB结构,而且薄膜封装结构的工艺简单、成本低廉,适合于大规模的工业化生产,具有良好的应用前景.     

LED汽车前大灯散热与光衰研究

要实现LED作为汽车绿色节能照明的目标,必须解决LED高效率散热的问题.因此,减小LED前大灯工作温度对光衰和寿命的影响是必须解决的技术难题.着重讨论大功率LED应用在汽车大灯上解决散热和光衰的思路和方法,并且对比分析试验样件和目标产品上获得相关数据.     

大功率LED灯强化冷却散热器的创新设计

LED灯由于节能、环保、工作寿命长等特点而倍受社会各界的关注,然而大功率LED灯在工作过程中,除发光外同时产生大量热能,约有80%的能量转化为热能。随着LED的功率以及集成度的提高,LED灯的发热热流密度迅猛增加,其工作过程中散发热量大幅提高,而LED结温(芯片温度)的高低直接影响灯的使用寿命;因此,大功率LED灯的散热问题急需改善。本设计针对LED灯散热问题日益严重的现象而提出,设计出一种自然回流散热系统,使LED灯工作过程中产生的大部分热量通过回流系统散发出去,实验证明该散热系统能取得良好的散热效果。     

大功率白光LED在照明器具中的应用研究

根据一组1 W30lm的大功率白光LED的实测参数,结合PWM调制技术、Buck变换技术及电子器件散热技术,采用JY1604、SG3524集成电路,设计了大功率LED照明系统。实验结果表明:该系统控制的LED电流稳定,控制精度可达±1%;驱动电路输出电流可达1 A,可同时驱动多只大功率LED,且亮度可调;系统散热效果良好,LED连续工作后测量其温升,结果显示温升约为30℃,满足系统散热要求。     

东莞勤上光电大功率LED路灯入选国家重点新产品项目东莞将成为专业化LED路灯生产基地

近日，东莞市勤上光电股份有限公司与清华大学合作研发设计的新型大功率LED路灯捷报频传，该项目不仅被广东省发改委列为重点建设项目，还入选国家重点新产品项目，同时通过了广东省能源利用监测中心的产品节能监测评审，获得广东省节能标志产品证书和节能标志。     

LED路灯与专统路灯的

从表面上看,LED照明比传统路灯价格高,但是与LED照明的长寿命、免维护、高节能率相比,实际上传统路灯反而要贵,LED则更经济、更高效。与传统路灯比较,LED路灯的性价比优势明显,主要体现在以下几方面：1、供电系统：传统的路灯需要一个大型供电系统,功率型的变压器非常昂贵,由于电网电压夜晚较高,传统光源越到夜晚能耗越高（高压钠灯功率可高出50％）,而传统的灯电压不能太大波动。否则会严重影响灯的寿命。LED路灯不需要大型变压,电压有波动时,LED路灯的亮度不变,在电压90V到260V变化时,整个驱动器能实现恒流驱动,保证了大功率LED路灯亮度。另外,驱动器有许多保护功能,例如漏电保护、过压保护等,在异常情况下,提高了整个电网的可靠性。     

大功率电源模块的散热设计与优化

本文针对电源设备中存在的大功率电源模块的热问题,进行了热设计和优化。主要对影响散热性能的因素进行了分析,给出了散热器的选择和应用方法、风机的选择方法,提出了一种利用散热器优化设计软件Qfin对大功率电源模块进行强迫通风散热设计和优化的方法和过程,并以某中频电源的热设计为例进行了分析和优化,给出了设计结果。     

大功率电源模块的散热设计与优化

本文针对电源设备中存在的大功率电源模块的热问题,进行了热设计和优化。主要对影响散热性能的因素进行了分析,给出了散热器的选择和应用方法、风机的选择方法,提出了一种利用散热器优化设计软件Qfin对大功率电源模块进行强迫通风散热设计和优化的方法和过程,并以某中频电源的热设计为例进行了分析和优化,给出了设计结果。     

河口社区LED路灯的推广应用

河口社区于2011年10月对辖区的黄河路、渤海路路灯实行了改造,第一次采用了LED灯光。河口社区从实际出发,坚持循序渐近,从试点开始、总结改进、逐步推进的做法。LED路灯改造工程是成功的,改造过程中的实践经验对于今后的路灯改造与新建工程都有着极强的指导与借鉴意义：