LED照明产品热仿真技术
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上传人：未知 上传时间： 2011-05-17 浏览次数： 532 |
2、某LED射灯散热器的优化
(1)热仿真模型
如图6 所示为某LED射灯热仿真模型1，该模型主要用来改进散热器的结构设计以取得最佳的散热性能。本例影响散热器散热效果的主要是散热器的“翅片数量”及“基体厚度(散热器空心圆柱的壁厚)”，所以下面将对这两个参数进行优化设计。
图6 LED射灯热仿真模型1
(2)热仿真条件
环境温度：25.0℃
热辐射背景温度：25.0℃
LED热源模型用紫铜(导热系数：398W/m-K)圆柱模块代替，发热量4.25W
LED基座和散热器采用铝合金AA6063(导热系数：201W/m-K)，基座外圆柱面与散热器内圆柱面贴合，不考虑两者之间的接触热阻。
散热器表面采用阳极氧化处理方法，热辐射率设为：0.55
(3)热仿真结果
表1 散热器翅片数量的优化结果
|
Case |
散热器基体 厚度(mm) |
散热器翅片 数量 |
散热器 重量(g) |
散热器自身 温升(℃) |
LED基座最高 温度(℃) |
|
1 |
4.0 |
30 |
98.2 |
0.5 |
50.8 |
|
2 |
4.0 |
25 |
88.1 |
0.5 |
49.5 |
|
3 |
4.0 |
20 |
78.1 |
0.5 |
48.9 |
|
4 |
4.0 |
15 |
68.1 |
0.6 |
50.4 |
|
5 |
4.0 |
10 |
58.1 |
1.0 |
54.5 |
图7 LED基座最高温度及散热器重量随散热器翅片数量的变化
图7可以看出：散热器翅片数量为20时，LED基座最高温度较低，散热器的效果较好。
以下对散热器基体厚度进行优化，散热器内孔孔径不变，翅片外围直径不变，仅改变散热器基体的厚度，对模型进行热仿真得到LED基座最高温度见表2。
表2 散热器基体厚度的优化结果
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Case |
散热器基体 厚度(mm) |
散热器翅片 数量 |
散热器 重量(g) |
散热器自身 温升(℃) |
LED基座最高 温度(℃) |
|
6 |
5.0 |
20 |
85.2 |
0.4 |
49.3 |
|
7 |
4.0 |
20 |
78.1 |
0.5 |
48.9 |
|
8 |
3.0 |
20 |
71.7 |
0.6 |
48.5 |
|
9 |
2.0 |
20 |
66.0 |
0.6 |
48.6 |
|
10 |
1.0 |
20 |
60.9 |
0.6 |
49.1 |
图8 LED基座最高温度及散热器重量随散热器基体厚度的变化
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