大功率LED路燈散熱性能的實(shí)驗(yàn)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、LED具有高效、環(huán)保、長(zhǎng)壽命、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，被視作第四代照明光源，LED的應(yīng)用也從小功率的顯示、指示領(lǐng)域逐步應(yīng)用于大功率的道路照明領(lǐng)域。但隨著功率的增大，LED發(fā)熱量增大，結(jié)溫升高，嚴(yán)重影響其發(fā)光效率和使用壽命，因此對(duì)大功率LED路燈結(jié)溫進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，對(duì)其散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與優(yōu)化具有重要的意義。本研究對(duì)(一)80W大功率LED路燈進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)及仿真優(yōu)化研究，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論有:
　　 基于正向電壓法，搭建了LED路燈結(jié)溫測(cè)試實(shí)

2、驗(yàn)臺(tái)，測(cè)試得到LED路燈芯片的正向電壓與溫度的關(guān)系曲線(xiàn)，通過(guò)線(xiàn)性擬合得出:電壓溫度系數(shù)K為-1.49mV/℃，30℃環(huán)境溫度下路燈的結(jié)溫為86.0℃。然后，運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent，建立了LED路燈1/4結(jié)構(gòu)的傳熱數(shù)學(xué)模型，對(duì)其散熱系統(tǒng)的溫度分布進(jìn)行了仿真研究，并將結(jié)溫仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，兩者平均誤差為4.45％?；诜抡娼Y(jié)果，對(duì)路燈散熱系統(tǒng)的熱阻進(jìn)行了計(jì)算和分析，結(jié)果表明擴(kuò)散熱阻和對(duì)流換熱熱阻對(duì)總熱阻影響較大。最后，

3、運(yùn)用該仿真模型計(jì)算分析了不同散熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)路燈散熱性能的影響規(guī)律，得到模型結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)取值范圍為:翅片個(gè)數(shù)8～12，翅片高度取170mm～190mm，翅片長(zhǎng)度取35mm～55mm，翅片厚度取1mm～3mm，基座半徑取33mm～40mm。以芯片結(jié)溫及散熱器重量為優(yōu)化目標(biāo)，利用正交試驗(yàn)法對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了仿真優(yōu)化分析，得出研究對(duì)象的散熱器的整體最優(yōu)參數(shù)組合為:翅片個(gè)數(shù)48個(gè)、翅片高度190mm、翅片長(zhǎng)度50mm、翅片厚度1.5mm、散熱基