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大功率LED燈散熱性能分析和優(yōu)化方案大功率LED燈的散熱性能主要通過散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化和散熱材料來完成。LED燈在設(shè)計過程中必須要考慮具體的工作環(huán)境，選擇最優(yōu)的散熱材料，同時做好仿真實驗，調(diào)整LED燈的結(jié)構(gòu)，確保LED燈散熱的高性能。 1、散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化 大功率LED燈散熱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化首先要對翅片結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，根據(jù)仿真模型的數(shù)據(jù)和結(jié)果，翅片高度、長度進行分析，一般來說，大功率LED燈的瓷片高度通常是在0.05-0.11m范圍內(nèi)，這個范圍內(nèi)的散熱性能最好，在0.05-0.11m范圍內(nèi)還可以進一步的劃分，通常來說，在0.071-0.11m的范圍內(nèi)，當(dāng)翅片高度達到這一高度以后，芯片溫度則趨于平緩，而在0.05-0.07m范圍內(nèi)，當(dāng)翅片高度在這一范圍內(nèi)時，芯片溫度波動比較大，因此應(yīng)控制翅片的高度范圍，以獲取更高的芯片散熱性能。此外在翅片長度方面，在0.03-0.12m范圍內(nèi)最適宜，這也是當(dāng)前大功率LED等翅片長度的首選。 另一方面，缺口、通孔是LED燈的光源區(qū)連接通道，而LED基板是整個燈具中溫度最高的地方，這說明，LED燈的熱傳播通道是由芯片出發(fā)，到缺口、通孔再到基板，而對于其他的多余的熱量，主要是通過散熱片通道進行刪除，這樣一來，可以根據(jù)大功率LED燈的具體情況，通過改造LED燈內(nèi)部結(jié)構(gòu)和模塊，尋找和測量最優(yōu)化的方案，實現(xiàn)熱分布的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，從而根據(jù)實際情況制定缺口、通孔的參數(shù)，而對于翅片的數(shù)量，一般是按照12-16片進行設(shè)置，主要是翅片散熱最高值進行計算，通過翅片組合和間距設(shè)置的方式提升散熱最高值，一次來實現(xiàn)翅片散熱的高性能。
2、材料選擇 LED燈材料選擇非常重要，要根據(jù)大功率LED燈的工作環(huán)境和散熱需求進行分析，不斷拓展新型高性能的散熱材料。目前，大功率LED燈的散熱材料主要是以銀、鋁、鋁合金為主，其他新型材料為輔的。首先傳統(tǒng)的銀、鋁、鋁合金等材料性價比比較高，因此市場應(yīng)用較為廣泛，傳統(tǒng)的散熱材料主要是存在導(dǎo)熱系數(shù)的差異性，導(dǎo)熱系數(shù)與散熱傳導(dǎo)效率呈現(xiàn)正相關(guān)性。按照導(dǎo)熱系數(shù)排雷，銀的導(dǎo)熱系數(shù)最高，決定了其可以有效降低表層熱阻，提高整體的導(dǎo)熱效率，但從成本來看，銀的采購成本比較高，而從其性能來看，銀的柔韌性不足，硬度不夠，因此目前，鋁、鋁合金和銅是大功率LED的主要材料，現(xiàn)有LED通常采用鋁作為散熱主要材料，適當(dāng)會增加一些銅，性價比比較高。此外，近些年LED散熱新材料的發(fā)展也在不斷提高，新型散熱材料也取得了非常大的進步，進一步拓展了LED燈在不同工作環(huán)境的應(yīng)用，如適應(yīng)于高溫低壓的MAP-05散熱材料就是一種很好的發(fā)展方向。此外隨著電子設(shè)備的發(fā)展和大功率LED燈工作環(huán)境的變化，散熱材料的性能、形狀不斷推陳出新，取得了非常大的進步。 3、性能優(yōu)化 大功率LED燈在設(shè)計和生產(chǎn)前必須要對性能進行優(yōu)化，要做好溫度實驗和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，從而設(shè)計出在不同工作場景中性能最優(yōu)化的產(chǎn)品。在測試過程中，大功率LED燈的性能優(yōu)化必須要根據(jù)工作性能對測試環(huán)境、設(shè)備等進行設(shè)定，通過仿真試驗的方式找出最優(yōu)方案，在試驗過程中要保持溫度的恒定，模擬最佳狀態(tài)下LED燈的優(yōu)化結(jié)果，從而對性能進行調(diào)整，通過材料和結(jié)構(gòu)的調(diào)整實現(xiàn)性能的最優(yōu)化。目前大功率LED燈在設(shè)計時都會進行溫度試驗，以測試LED燈的具體性能，當(dāng)然試驗的結(jié)果會有一定的偏差，但總體數(shù)據(jù)分布規(guī)律相差不大，如果數(shù)據(jù)分布規(guī)律相差比較大，則需要反思在仿真模擬中是否出現(xiàn)了其他的問題，如溫度未恒定，電壓線不穩(wěn)等情況。 普瑞斯照明，工業(yè)照明專家 |
