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大功率LED路灯微通道散热系统研究

编辑:兴泰照明集团有限公司时间:2019-06-21

摘要:LED路灯相对于传统光源具有一系列性能优势,但是散热难问题一直制约LED产业的发展,微通道散热技术与传统的自然对流,强制对流,热电制冷散热等相比具有结构稳定,可靠性高等优点,本文提出了一种微通道散热器适用于90W大功率LED路灯,在室温为25℃的情况下使芯片结温最高不高于85℃。

本文通过理论分析结合实验分析,仿真分析对微通道散热器的结构进行优化;首先通过热阻网络对整个LED路灯的热阻进行理论分析,由于本文中的热源与热沉面积不同,引起扩散热阻,本文重点分析了扩散热阻;其次通过自己开发的测温系统包括硬件(pc机,数据采集卡,热电偶)软件(labview测温程序)对微通道的散热性能进行测试;最后通过Fluent对微通道散热器进行仿真,与实测进行对比,正交分析影响因素并确定最优方案。

研究表明:

(1)led路灯微通道散热器比传统的普通散热器具有更好的散热性能,能将热源温度降到82.44℃,由于内部有传热工质所以能更快的达到稳态;微通道散热器整体温度未出现过大的波动,说明整体的稳定性较好;通过对热阻的研究发现对流换热热阻所占比例最大。

(2)由于微通道散热器结构复杂,特征较多,对微通道进行仿真之前做了简化以及假设,通过Fluent仿真得到的结果与实测结果接近,说明简化以及假设可行。

(3)通过理论分析得到影响led路灯微通道散热器散热性能的主要有四个因子,即微通道蜂窝形状,微通道深度,相邻蜂窝的距离,外接圆半径并对这四个因子进行正交试验分析,通过正交试验得到最佳组合,通过仿真得到热源最高温下降至77℃。