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灯具研究进展

发光二极管(LED)作为新一代的光源,具有寿命长、转换效率高、节能环保等优良特性,然而目前的大功率白光LED受到转换效率低和可靠性差等问题的制约。从荧光材料、封装技术、散热技术、驱动电源4个方面入手,对当前大功率LED的研究进展和未来研究方法进行评述。     

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.     

大功率LED筒灯散热通道数值模拟及优化设计

基于大功率LED筒灯散热实验建立了筒灯的三维模型,并利用有限元软件FloEFD进行了热学模拟.采用热阻网络分析方法得出LED筒灯散热的薄弱环节,从而有针对性地对筒灯的基板、散热器结构和材质进行了优化设计.实验结果表明,散热器高度为70 mm,翅片为20片,材质选用型号为AL6063,基板采用厚度为0.635 mm时,覆铜层氧化铝板的LED筒灯模型散热效果最好,其结温最高为49.34℃,成本为25.7元,这证明本优化设计过程可以为实际的灯具生产提供理论指导和技术支持.     

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路灯散热结构设计研究

目前大功率LED灯具的散热问题已经成为制约LED行业深入发展的瓶颈,体积小、重量轻、结构相对简单、制造加工成本低的散热器是研究的主要方向。不同的散热器由于结构设计不同,工作时散热特点也不尽相同。本文实测现有主流LED灯具散热器并总结分析散热效果,进而提出传热-散热一体的LED灯具散热器结构设计理念,并对LED灯具工作温度场进行分析,验证了传热跟散热一体化设计的理念。     

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。     

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.     

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．     

LED技术在汽车灯具中的应用

随着我国汽车行业的发展,汽车也开始普遍人们的生活,随之也带动汽车灯具的快速发展与需求量的扩大,众所周知,汽车灯具也是决定了汽车行驶中的安全的关键。随着LED照明灯具的逐步发展,LED灯具照明开始替代普通照明,2009年,LED开始在发达国家进入主照明普及。由于LED灯体现出其光效高(能耗小),寿命长的特点,开始被人们所接受,也开始被用于汽车灯具中,尤其是照明灯、转向灯等的应用。本文主要从汽车灯具的发展、LED技术的优点以及LED技术在汽车灯具中的应用方面进行探讨。     

LED灯具在变电站中的应用研究

考虑到变电站的设计必须考虑节能减排,在变电站的照明设计中应用LED节能灯具,并引入太阳能和移动式照明设备等新技术,与传统照明设计方案相比,LED照明设计方案更加经济、节能和环保。本文阐述了LED的优点,介绍了太阳能LED与移动式LED照明设备的功用,最后探讨了LED照明与传统照明的经济效益对比。     

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。     

热管散热在大功率电源系统中的运用

大功率军用电源系统的散热设计,对整个系统能否稳定可靠运行,起着极其重要的作用.本文以一个设计案例为基础,通过对系统整体散热方式的选择,到具体从模块散热形式的确定,概括的作了介绍.     

LED技术在汽车灯具中的应用探讨

汽车灯具是机车行使必不可少的安全部件。近些年来高亮度发光二极管（LED）技术的出现,将LED技术应用在汽车外部照明方面成为可能。LED技术具有色纯度高、使用时间长、可靠性强、体积小、相应速度快等优点,现今在汽车灯具方面已经得到了更加广泛的应用。自从进入21世纪之后,LED技术成为汽车行业的新宠,在制动灯、转向灯等方面应用非常广泛。     

新型LED灯具在室内照明中的应用

新型LED灯具有发光效率高,功耗低,寿命长,环保安全、调控方便等很多其它传统照明光源无法比拟的优势,因此被认为是取代白炽灯艰荧光灯最具潜力的照明光源。本文根据目前半导体照明的最新研究进展,介绍了LED灯具的应用优势,LED新产品的开发方向,以及在各种室内照明功能环境中的应用前景。     

LED汽车前照灯的散热机理与模拟

利用热电制冷原理对LED汽车的前照灯进行系统散热模拟,研究LED的结温,半导体制冷器的工作状态,散热器热阻之间的关系。模拟结果表明,利用多级半导体制冷给汽车LED前照灯散热比较有实用价值。     

LED灯具在绿色照明中的运用与发展

照明工程必须实施可持续发展战略,把节约放在首位,提高资源利用效率。因为绿色照明能节约电能,节约电能对保护环境具有重要意义。文中对LED绿色照明的性能特点和发展进行探讨、并结合某实例工程施工节能改造设计,对照LED照明灯具作经济性对比。以期能给同行参考借鉴。     

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：     

LED灯具在化工企业的应用前景

从照明效果和节能两个方面,对新型LED灯具和传统光源灯具(荧光灯、气体放电灯)进行对比,说明LED灯具应用在化工企业的优势和前景。