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。     

风冷半导体空调的散热问题

设计由两组半导体模块组成的半导体空调系统,整个系统输入功率为170 W,制冷空间为600 mm×600 mm×600 mm,性能系数COP为0.62.实验结果表明,制冷实验20 min后,制冷空间的温度下降了11℃.同时探讨不同储冷块对实际制冷量的影响,结果表明,半导体热电堆存在合适的储冷块厚度.TEC1-12708型半导体制冷片在12 V、2.8 A工况下运行时,储冷块厚度为10 mm时可以得到较大的实际制冷量.     

碳纳米管在大功率LED灯具中的散热模拟

用基于有限元方法的Flo EFD软件,对碳纳米管在大功率发光二极管(LED)热管理中的应用进行模拟.建立起一个多壁碳纳米管阵列热传导的简化模型,据此模型对多壁碳纳米管阵列的等效热导率进行了计算.通过对采用不同热界面材料后LED灯具的稳态温度场分布的比较,发现碳纳米管阵列能大大提高灯具的热管理性能.模拟结果显示,采用聚氨酯碳纳米管复合材料涂层能大大降低结温.     

大功率半导体发光二极管液冷板散热性能分析

液冷板体积小,散热效果明显,被广泛应用于密集电子器件的散热。为研究液冷板内部的流动与传热过程,实现高效散热,利用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法对液冷板进行热固耦合三维数值模拟,对比分析了水、乙二醇、酒精及甘油4种常见的不同类型冷却液在冷板内的流动规律与换热特性,研究了冷却液入口流速对综合散热性能的影响,并通过理论计算的方法加以验证。结果表明：设计的液冷板具有较好的流动和换热性能,4种冷却介质的综合散热效果均随入口流速增加而得到不同程度改善,最佳入口工况流速为2.5 m/s。以发光二极管芯片结温为散热性能指标,发现水的散热效果最佳,基板表面温度分布较为均匀。     

高功率半导体整流管芯片散热效率计算仿真

为了保证芯片性能,避免芯片受损,对高功率半导体整流管芯片散热效率进行计算和仿真研究。通过有限体积法进行热计算,利用质量守恒方程、能量守恒方程以及动量守恒方程对热传递问题进行描述,确定高功率半导体整流芯片边界条件,给出散热效率计算公式。在恒温室的防风罩中进行测试,依据模型和边界条件,通过ANSYS参数化编程语言APDL构建高功率半导体整流芯片三维有限元模型,分析芯片散热情况。研究平行排列微通道、正交网络结构、螺旋环绕结构和树枝分形结构微通道下芯片散热效率。向有限元模型整流管芯片主体施加热载荷,获取不同基板材料的温度分布情况,得到不同基板材料下芯片散热效率。结果表明,高功率半导体整流管芯片微通道应选用树型结构,基板材料应选择Cu/Si C复合基板。     

基于半导体制冷的动力锂电池包散热优化

为提升动力锂电池包的散热性能和能量密度,基于半导体制冷方案,提出一种多目标优化设计方法,对动力锂电池包的排布间距和半导体制冷量进行优化设计。基于建立的半导体制冷方案的热分析模型,采用拉丁超立方试验及径向基函数(radial basis function, RBF)、响应面法(response surface methodology, RSM)、Kriging代理模型方法建立最高温度、最大温差及间距体积的近似模型。以最大温差和间距体积为目标,最高温度为约束建立电池包散热优化模型,运用多目标遗传算法(multi-objective genetic algorithm, MOGA)进行寻优求解,并通过实验验证优化方案仿真结果的可靠性。优化后仿真结果表明：电池模组间距体积减小了32.42%,最大温差降低了13.64%,最高温度降低了0.53%,该方法显著地提升了电池包的散热性能和能量密度。     

散热方式影响半导体制冷效率的实验研究

通过几种散热方式对半导体制冷元件热端散热效果的比较,证明了可通过改善传热条件来提高半导体的制冷效率。     

半导体冷藏箱热端最佳散热方式的实验研究

从提高半导体冷藏箱制冷效率入手,通过对小型半导体蓄冷箱热端散热情况分析,建立了热端散热实验系统.分别对风冷散热、热管散热、热管与风冷组合散热三种散热方式进行了综合实验研究.分析其散热方式的特点及优势,研究在不同散热方式下冷藏箱制冷性能,找出使冷藏箱整体运行效率达到最优的散热方案,对今后半导体冷藏箱热端散热的进一步优化起到了重要的推动作用.     

高功率半导体整流管芯片散热效率计算仿真研究

为了保证芯片性能,避免芯片受损,对高功率半导体整流管芯片散热效率进行计算和仿真研究。通过有限体积法进行热计算,利用质量守恒方程、能量守恒方程以及动量守恒方程对热传递问题进行描述,确定高功率半导体整流芯片边界条件,给出散热效率计算公式。在恒温室的防风罩中进行测试,依据模型和边界条件,通过ANSYS参数化编程语言APDL构建高功率半导体整流芯片三维有限元模型,分析芯片散热情况。研究平行排列微通道、正交网络结构、螺旋环绕结构和树枝分形结构微通道下芯片散热效率。向有限元模型整流管芯片主体施加热载荷,获取不同基板材料的温度分布情况,得到不同基板材料下芯片散热效率。结果表明,高功率半导体整流管芯片微通道应选用树型结构,基板材料应选择Cu/Si C复合基板。     

现代灯具设计要素研究

分析了灯具功能、形态、色彩和物质技术条件等构成基本要素,提出以上要素是实现灯具创新设计的关键之处.其中,功能是设计的同的,形态和色彩是灯具功能的具体表现形式,物质技术条件是实现设计的基础,在设计中要找到它们的最佳融合点,才能构成完美的灯具.     

发电厂节能灯具设计探讨

近年来,我国高度重视能源的节约问题,政府也接连出台关于节约能源的系列政策、文件,节约能源已成为每位公民的责任和义务。笔者仅对发电厂节能灯具的设计进行探讨。     

灯具设计的原则与程序

随着灯具从过去一味追求表面华丽的造型及过分装饰的风格,发展到现在追求简洁明快,突出现代感,集灯具照明、装饰和工艺于一体。灯具设计已经由单一的照明功能向照明与装饰并重方向转化。灯具是否能协调整个环境的同时突出自己的特点和其特有的装饰效果,直接反映现代灯具产品水平的重要标志之一。该文从灯具设计出发,具体围绕灯具设计的原则和程序两个方面来进行阐述。     

高等机构设计课程的教学方法浅谈

针对高等机构设计课程特点及其教学内客,探讨了课程教学内容的优化问题,提出了该课程应该采用的教学方法和教学手段.教学实践表明,本文提出的方法,开阔了学生对机构分析及设计的思路,提高了学生的学习兴趣,从而达到机构创新的目的.     

起升机构盘式制动器散热性能研究

本文针对起重机的工作特点,研完了提高起重机械用盘式制动器的散热性能和热负荷能力的方法,给出了曲线通风道的设计公式,并设计了直径为560mm的三种不同结构型式制动盘——实心制动盘、直通风道制动盘和曲线通风道制动盘。最后,从理论上和实验中评定了它们的散热性能和热负荷能力,得到的结论是:曲线通风道制动盘的散热性能最好和热负荷能力最高。     

浅谈投影机的散热与防尘

散热和防尘是近几年来教育行业投影机的技术难点，提高防尘性能就有可能造成散热困难，在散热和防尘都要兼顾的两难选择中，散热还是要放在第一位的，因为散热好才能保证投影机的正常工作，而防尘不好影响的只是投影机的使用效果，可以通过深度清洁来解决问题。     

固态发射机散热系统的设计

根据一般的散热理论,探讨了大功率ＤＭＯＳ场效应应ＢＬＦ１４７的热传输过程,计算出４００Ｗ全固态发射机功放部分的散热面积,并设计了其散热通道及过热保护电路。     

浅谈汽车灯具与法规要求

本文针对于汽车灯具及法规认证的要求进行分析和详细阐述。     

广角均匀照明效果的灯具设计

设计了圆环型的灯心结构,在期望张角处布置反射光线照度峰值的办法,得到了表达所期望镜面的一 阶二次微分方程。经过数值求解和函数拟合,确定了球冠结构的反射侧面。当在球冠下方加装圆锥型镜面之后, 进一步提高了广角内的照度均匀度。设计方案将９０°张角内的照度不均匀度从设计前的６５％改善到了±１５％之内。     

防爆灯具联锁装置的可靠设计

论述了防爆灯具联锁装置的全功能,并以此为据提出了改进设计方案。