大功率LED封裝器件的熱分析和散熱方式的研究.pdf

1、LED作為固態(tài)照明光源,由于其擁有耗電量少、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)時(shí)間短、不含汞無(wú)污染等眾多優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于交通信號(hào)、顯示背光、景觀裝飾、普通照明等領(lǐng)域,成為新一代照明技術(shù)的重要發(fā)展方向。當(dāng)前大功率LED封裝器件的整體電光轉(zhuǎn)換效率只有15％~35%,而有65%~85%的電能轉(zhuǎn)化為熱能。過(guò)多的熱量會(huì)導(dǎo)致結(jié)溫升高,給LED的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)諸多不良影響。因此,散熱問(wèn)題成為目前大功率LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展中面臨的重要技術(shù)難題之一。
　　本文正是針對(duì)LED照

2、明應(yīng)用中遇到的熱相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)分析研究。實(shí)驗(yàn)分析了LED封裝器件的結(jié)溫變化對(duì)其光電性能參數(shù)的影響,并對(duì)幾種散熱方式的散熱效果通過(guò)軟件仿真和模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了比較。
　　首先,闡述了LED的發(fā)展歷程、課題的研究背景和意義,在總結(jié)LED熱相關(guān)問(wèn)題當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出了本論文課題的研究?jī)?nèi)容。
　　其次,介紹了LED發(fā)光原理和光譜特性;闡述了當(dāng)前LED封裝技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和分類;重點(diǎn)歸納了當(dāng)前照明用白光LED的幾種主流制造方式,

3、如藍(lán)光芯片涂覆熒光粉、三基色芯片混合、紫外光芯片激發(fā)三基色熒光粉等,并對(duì)其相關(guān)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和缺陷方面進(jìn)行了比較分析;對(duì)LED封裝技術(shù)的近期發(fā)展趨勢(shì),即高集成化、模塊化以及無(wú)鉛化的發(fā)展方向也進(jìn)行了介紹。
　　然后,在介紹LED封裝器件的主要光電熱參數(shù)以及相應(yīng)測(cè)量原理的基礎(chǔ)上,采用積分球光電綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)試了幾種不同封裝結(jié)構(gòu)的大功率白光LED封裝器件樣品在不同結(jié)溫時(shí)的光電參數(shù)值,著重分析了結(jié)溫變化對(duì)這幾種LED封裝器件的正向電壓、光通量

4、相對(duì)值、發(fā)光效率、相關(guān)色溫、顯色指數(shù)、光譜功率分布等參數(shù)的影響,并結(jié)合光譜變化和相關(guān)理論進(jìn)行了闡釋說(shuō)明。實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表明控制和降低結(jié)溫對(duì)于大功率LED的照明應(yīng)用有著重要意義,需要對(duì)LED封裝器件進(jìn)行有效散熱。
　　最后,在對(duì)大功率LED封裝器件的主要散熱途徑和常見(jiàn)散熱方式及其原理進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上,通過(guò)FLOTHERM軟件對(duì)單純鰭片熱沉和熱管熱沉進(jìn)行建模模擬散熱,還對(duì)風(fēng)扇散熱的可行性和扇葉不同轉(zhuǎn)速時(shí)的散熱效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)仿真