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图文解析:热仿真简化LED光源的研发

上传人:未知

上传时间: 2011-05-09

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  热量的发展会降低LED光输出,引起颜色的改变,同时,缩短元件的使用寿命。据说,热管理是到目前为止,对LED系统设计最关键的方面。从一个工程师的角度而言,这意味着要学习跨越结构和电子设计领域常用的工具,要熟悉结构和电子设计范畴之外的流程。幸运的是,现在已经有热设计解决方案,在热验证和测试挑战方面,能帮助简化工程师的设计之路。

  

  验证设计概念

  研发一种新的光源系统时,必须验证最基础的产品概念,使结构方面和美学方面的想法与热性能的实际需要能统一。

  成功的LED系统设计关键是将活动设备的热量有效地从它的PN结转移到环境。焊接LED的PCB板和外壳都参与到热流路径中。设计工程师必须确定,外壳和护罩在转移热量方面表现出效率。制造和测试系列实物样品来验证这一点是昂贵的,并且需要的时间多,因此,近日的设计工程师在设计早期阶段一般采用基于软件的方法。

  比较受欢迎的方法是使用计算流体力学(CFD=Computational Fluid Dynamics)分析,以虚拟的方式模拟计划中的设备。对于早期设计概念而言,这个方法比建立实物样品要灵活很多,并且一样有效。虚拟模型将特性很好指出后,实物样品就可在此基础上明确哪些可行,哪些不可行。一直以来,CFD仿真都是由一些具备有高级数据和流体力学背景的分析人士来操作,它要求执行分析的人员掌握复杂的CFD建模工具。

  最新的发展将CFD技术带到了结构工程师的桌面,极大地简化和加快了分析。新的流程,即同步CFD,将准备和执行仿真分析要求的大部分工作步骤自动化。使用无缝集成在通用MCAD环境,比如Pro/ENGINEER®,使得结构工程师能对一个新光源设计建立虚拟仿真模型,并检测散热性能。

  一款无缝集成的同步CFD应用比如Mentor Graphcis公司的FloEFD™软件:

  ––通过直接使用MCAD模型,使用在MCAD应用中所保存的设计的尺寸和物理特征

  ––检测流体区域和固体区域,并为这些区域划分网格,创建高级自动网格

  ––帮助工程师设置边界条件

  ––自动提供求解控制设置,在求解器计算时帮助确定收敛

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