FloEFD的LED射灯散热实验分析(2)
2.2 LED射灯的散热方式 6
2.2.1 热传导 6
2.2.2 热对流 6
2.2.3 热辐射 7
2.3 LED射灯的热电模型 7
2.5 本章小结 7
3LED射灯实验 8
3.1 热电偶的测试原理 8
3.2 LED射灯温度测试系统介绍 8
3.3 LED射灯温度测试 9
3.3.1 风扇对LED射灯散热的影响 9
3.3.2 灯罩对LED射灯散热的影响 11
3.4 本章小结 13
4LED射灯的建模 14
4.1 ProE建模软件的介绍 14
4.2 三芯片LED射灯的建模 14
4.2.1 三芯片LED射灯各部件的建模 14
4.2.2 三芯片LED射灯的装配 17
4.3 五个芯片的射灯建模 18
4.4 吹冰个芯片射灯的建模 19
4.5 本章小结 19
5LED射灯的热学模拟和数据的比较分析 20
5.1 FloEFD简介 20
5.2 仿真模拟的实验步骤 20
5.3 LED射灯的仿真模拟实验 21
5.4本章小结 26
6总结 28
致谢 29
参考文献 30
1引言
1.1 研究现状与发展趋势
1.1.1 LED射灯的特点
1.1.2 LED射灯散热方法
1.1.3 LED射灯散热的技术
1.1.4 本课题要解决的问题
目前影响LED射灯散热的因素有：导热材料的热阻力和热阻；不同材料接触面的热阻和介质材料的热阻；散热器材料的材质及散热面积；散热器结构形式；散热器与空气形成热交换；环境温度和风速的影响[3]。
本课题主要着力于研究不同结构、芯片数不同对LED射灯散热的影响。首先通过实验测得各射灯温度变化，并对其进行比较分析。再通过建模软件建立芯片数不同且不同结构的LED射灯模型，并对其进行热学模拟，对数据进行整理，进而总结出各变量参数对LED射灯散热的影响。主要通过定性比较得出LED射灯散热能力来分析各射灯散热效果。
1.2 主要研究内容
首先搭建LED射灯散热实验测试平台，并测试常用LED射灯的温度变化，在此基础上建立LED射灯的模型，用来分析LED射灯散热效果。归纳总结出LED射灯的模型，并对现有LED射灯散热结构进行分析。具体内容如下：
（1）LED的热测量
LED射灯散热主要存在材料、成本、结构等上的问题及LED的热测量。LED射灯的热测量：利用发光二极管PN结的正向压降V；与PN结的温度呈线性关系的特性，通过测量其在不同温度下的正向压降差来得到发光二极管的结温。在测量中PN结既是被测对象，同时也是温度传感器，PN结温度的变化通过敏感参数即PN结正向压降的变化输出，这样就简化了测量线路和结构，同时消除了因附加温度传感器而引入的测量误差。
（2）测定市场上常见LED射灯的温度变化，分析得出LED射灯热电模型。
通过搭建LED射灯温度测试实验平台，来测试LED射灯散热温度变化。然后利用ProE软件建立模型并利用Floefd软件对LED射灯进行热学模拟。通过软件设计不同结构、材料的散热器，进行热学模拟，对数据进行整理。
（3）利用以上模型仿真分析LED射灯散热，比较各射灯结温及热阻，分析各射灯的散热效果。
通过FloEFD将模型进行热学模拟，得出不同射灯的芯片结温，将其进行对比分析，得出不同射灯的散热效果。
1.3 研究目的及意义
LED光源在发光原理、节能、环保等方面都优于传统照明灯具，但是LED光电转化效率低，近80%左右的能量转化为热能,使LED射灯严重发热,而LED射灯散热设计不当,将导致LED芯片结温过高，器件寿命缩短，光效降低。所以，散热是LED灯具设计必须着重考虑的因素。以1W芯片计算，热流密度超过80W/㎡，若灯具 LED芯片中的热量不能有效散发，会使 LED芯片pn结温度过高，导致发光效率降低、芯片发射光谱发生红移、色温质量下降、荧光粉的转换效率降低，工作寿命下降甚至可使LED永久失效等问题。
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