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                      大功率LED燈散熱性能分析和優化方案

                      作者:admin 更新時間:2022-26-04 點擊次數:1783
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                        大功率LED燈的散熱性能主要通過散熱結構優化和散熱材料來完成。LED燈在設計過程中必須要考慮具體的工作環境,選擇最優的散熱材料,同時做好仿真實驗,調整LED燈的結構,確保LED燈散熱的高性能。

                        大功率LED燈散熱性能分析和優化方案:

                        1、散熱結構優化

                        大功率LED燈散熱結構的優化首先要對翅片結構進行優化,根據仿真模型的數據和結果,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,這個范圍內的散熱性能最好,在0.05-0.11m范圍內還可以進一步的劃分,通常來說,在0.071-0.11m的范圍內,當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,當翅片高度在這一范圍內時,芯片溫度波動比較大,因此應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范圍內最適宜,這也是當前大功率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,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,可以根據大功率LED燈的具體情況,通過改造LED燈內部結構和模塊,尋找和測量最優化的方案,實現熱分布的數據統計,從而根據實際情況制定缺口、通孔的參數,而對于翅片的數量,一般是按照12-16片進行設置,主要是翅片散熱最高值進行計算,通過翅片組合和間距設置的方式提升散熱最高值,一次來實現翅片散熱的高性能。

                        2、材料選擇

                        LED燈材料選擇非常重要,要根據大功率LED燈的工作環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。首先傳統的銀、鋁、鋁合金等材料性價比比較高,因此市場應用較為廣泛,傳統的散熱材料主要是存在導熱系數的差異性,導熱系數與散熱傳導效率呈現正相關性。按照導熱系數排雷,銀的導熱系數最高,決定了其可以有效降低表層熱阻,提高整體的導熱效率,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,現有LED通常采用鋁作為散熱主要材料,適當會增加一些銅,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燈在不同工作環境的應用,如適應于高溫低壓的MAP-05散熱材料就是一種很好的發展方向。此外隨著電子設備的發展和大功率LED燈工作環境的變化,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、性能優化

                        大功率LED燈在設計和生產前必須要對性能進行優化,要做好溫度實驗和數據統計,從而設計出在不同工作場景中性能最優化的產品。在測試過程中,大功率LED燈的性能優化必須要根據工作性能對測試環境、設備等進行設定,通過仿真試驗的方式找出最優方案,在試驗過程中要保持溫度的恒定,模擬最佳狀態下LED燈的優化結果,從而對性能進行調整,通過材料和結構的調整實現性能的最優化。目前大功率LED燈在設計時都會進行溫度試驗,以測試LED燈的具體性能,當然試驗的結果會有一定的偏差,但總體數據分布規律相差不大,如果數據分布規律相差比較大,則需要反思在仿真模擬中是否出現了其他的問題,如溫度未恒定,電壓線不穩等情況。


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