大功率LED散热机理产品仿真,本文关于机理论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
机理论文参考文献：
[关键词]大功率LED；散热机理；仿真
1.引言
在节能减碳和绿能环保发展的驱使,LED（Light Emitting Diode）作为一种固态照明光源,LED照明具有种种优势：发光效率不断的持续提升、成本降低、体积小、容易和系统设计进行整合、色彩饱和度高、演色性佳、颜色逼真等.
LED是个光电器件,其工作过程中只有15%～25%的电能转换成光能,其余的电能几乎都转换成热能,使LED的温度升高.在大功率LED中,散热是个大问题.例如,美国CREE公司的10W级别的XML2白光LED现在在358K情况下达到150.38 lm/W,其光电转换效率约为30%,则有7W的电能转换成热能,若不加散热措施,则大功率LED的器芯温度会急速上升,当其结温（TJ）上升超过最大允许温度时（一般是150℃）,大功率LED会因过热而损坏.因此在大功率LED灯具设计中,最主要的设计工作就是散热设计.
2.LED的特性
2.1LED的结温
LED的基本结构是一个半导体的P-N结.实验指出,当电流流过LED元件时,P-N结的温度将上升,严格意义上说,就把P-N结区的温度定义为LED的结温.通常由于元件芯片均具有很小的尺寸,因此我们也可把LED芯片的温度视之为结温.结温（Tj）影响LED寿命和长期流明维持一般来说,大部份LED仅仅能承受到110～125℃,假如封装的热阻过大,则结面温度将升高,这对组件的性能是不好的.
2.2测试材料热传导率,为了尽快将热量传导出去,选用导热系数高的材质
表格1提供几种常用机械材料的导热系数,纯铜最佳,但成本过高,不锈钢耐腐蚀性好,但导热系数和成本并不理想.铝合金综合成本和性能最佳.
3.分析模型及仿真软件
图5三维模型为照明灯具配置三颗Cree公司的XPE Q5,,恒流电流1000mA,热阻低：只有9℃/W,最高结温：150℃,额定电压9.6V,此模拟实验额定电流350mA.灯体选用6063T5材料,散热方式为自然对流,灯座内安装恒流电路,为了自然模拟灯具外壳实际温度,参考点取灯口上边缘.样品的铝基板热阻约1℃/W,在室温26℃时的自然对流环境下,灯具温度测试结果如表2所示.
4.LED基板和散热座的有效散热面积
为了研究散热面积的影响,利用LED球泡散热器,仅配置1颗LED光源（铝基板中心）进行分析,其余条件不变,这就相当于将散热面积增加到原来的三倍.温度分布如图5所示.
图5 单颗LED时的温度分布图,参考点约39.09℃
从温度分布图可以看出,散热面积增大到三倍,参考点温度从58.13℃骤降到39.09℃,增加散热面积可以有效的降低系统温度.
结论
1：LED元件的热散失能力是决定结温高低的又一个关键条件.散热能力强时,结温下降,反之,散热能力差时结温将上升.
2：散热器设计时,考虑成本及工艺美观性,散热面积不可能做得很大,但可以通过适当增加散热面积来降低系统温度
3：LED在灯具内布置,相同功率下,LED数量越多布置平均分散,散热面积越大,结温低,多颗布置时亮度相对单颗同功率的LED亮度会增加.
4.尽量减少P-N结区到环境温度的热量流通环节,LED可以直接固定在灯座上,减少一个环节的热阻.
参考文献
[1]苏达,王德苗.大功率LED散热封装技术研究[J].中国照明电器,2007,7：1—3.
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[3]楼英,周丽,张家雨等.大功率LED的光衰机制研究[J].半导体技术,2009,34（5）：474—477.
作者简介
马成虎：男,1981-06,助教,研究方向三维建模,传热学,硕士,阜阳职业技术学院.
贾雪：女,1986-11 安徽阜阳,阜阳职业技术学院助教,研究领域：机械设计,电子专业.
课题项目
本文系阜阳职业技术学院2012年自然科学校级项目 编号：2012JKYXM04的研究成果之一
结论：关于本文可作为相关专业机理论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文机理与原理论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
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