1 引言

　　LED 用于照明存在一个共性的应用难题———散热，目前的LED 仅有20% ～ 30% 的光电转换效率，其余的能量转化为热量。若灯具LED 芯片中的热量不能有效散发，会使LED 芯片PN 结温度过高，导致发光效率降低、芯片发射光谱发生红移、色温质量下降、荧光粉的转换效率降低，工作寿命下降甚至可使LED 永久失效等问题。当前LED 灯具散热方案分为被动散热和主动散热，被动散热方案如自然散热、热管技术、均温板技术、回路热管技术; 主动散热如风冷散热、微通道热沉散热、半导体制冷散热等。这些散热方案结构相对较大，在道路照明如LED 路灯、LED 隧道灯等较大的灯具上可作为有效的方法，但LED 筒灯由于其体积大小、外观要求、工作环境的限制影响，更多的还是采用自然散热。

　　LED 筒灯采用LED 作为光源，其结构是在传统筒灯结构基础上进行改进。LED 筒灯具备传统筒灯的特点，同时兼有了LED 的所有优点: 节能、低碳、长寿、显色性好、响应速度快等。LED 筒灯的设计更加的美观轻巧，安装时能达到保持建筑装饰的整体统一与完美，不破坏灯具的设置，光源隐藏建筑装饰内部，光源不外露。LED 筒灯通常采用COB、阵列大功率LED ( 1W 以上) 、阵列中小功率LED ( 0. 5W 及以下) 等几种光源形式，其中阵列中小功率LED 光源的光学效果最好，人的视觉效果柔和、均匀，目前大部分LED 筒灯都采用这种光源形式。

　　利用有限元CFD 仿真软件可以全面分析LED灯具的热传导、热对流及热辐射，分析求解LED 灯具内外的温度场和流场等，适用于目前LED 照明灯具散热模拟仿真。白坤等[6]对一种3 芯白光LED 筒灯进行有限元散热模拟，分析了衬底、锡膏、铜箔、铝基板等热通道材料的横向热阻和纵向热阻，并提出一种利用铜柱连接外部散热器的快速热通道优化设计; 马湘君等[7]利用有限元方法分析计算了15WLED 筒灯温度场，进一步分析了PCB 导热率、导热胶导热率和芯片位置( 相对于鳍片式散热器) 等对LED 灯具散热效果的影响。本文将从筒灯主要热源处———LED 光源的布局分析它对LED 筒灯散热的影响，采用散热模拟仿真与实验测量相结合的方法进行研究，并将研究结果应用于LED 筒灯产品改进设计中。

　　2 LED 筒灯散热建模及仿真

　　本次研究选用一款8 寸25W LED 筒灯作为主要研究对象，其实物如图1 所示，三维造型模型图如图2 所示。

　图1 LED 筒灯实物图

图2 LED 筒灯三维模型