大功率LED燈具散熱器設計.pdf

1、大功率半導體(LED)照明的散熱問題一直是阻礙其發(fā)展的瓶頸問題之一。為了解決這個難題，本課題提出了一種新型的燈具封裝結(jié)構(gòu)和一種復合式散熱器，該散熱器結(jié)合了金屬導熱快，聚合物易于制作復雜的表面微結(jié)構(gòu)，增加散熱面積等特點，提高了散熱能力。本文研究內(nèi)容如下:
　　 1.大功率LED球泡燈散熱器設計。本文創(chuàng)新性的提出了一種新型的芯片和燈具的封裝結(jié)構(gòu)，采用金屬芯片基柱與聚合物散熱外殼的結(jié)構(gòu)組合式換熱器，減小了芯片與外殼連接的接觸熱阻，充分

2、利用金屬導熱快，聚合物外殼散熱快的特點，有效地解決了功率為3W和7W的LED球泡燈的散熱問題。通過數(shù)值模擬對散熱器結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設計，仿真結(jié)果證明了其結(jié)構(gòu)有效性。
　　 2.針對集成式大功率LED路燈的特點，設計了一種聚合物散熱器，對翅片厚度、長度、高度等幾何參數(shù)，以及表面輻射率和熱導率對散熱器性能的影響進行了研究，總結(jié)了各因素對散熱性能影響的規(guī)律，并利用正交試驗分析法進行了多因素研究，并得到了優(yōu)化后的散熱模型，經(jīng)過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)

3、其能夠滿足100WLED路燈的散熱要求，并具有成本低、輕便、抗腐蝕等優(yōu)點。
　　 3.大功率電子器件的聚合物微通道板式散熱器設計。該散熱器創(chuàng)新性的采用聚合物與金屬結(jié)合的形式，并采用寬度為0.3mm的微通道作為主要散熱結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠有效的增加相同外形尺寸的散熱器的換熱面積。通過優(yōu)化設計分析了影響其散熱效果的因素，并得到了優(yōu)化結(jié)構(gòu)。利用聚合物微注塑加工方法制作了散熱器樣品。
　　 4.對大功率芯片散熱器測試試驗系統(tǒng)設計。該

4、系統(tǒng)可以提供穩(wěn)定的冷卻介質(zhì)，可對實驗中需要的數(shù)據(jù)進行測量、顯示及儲存，能夠?qū)崿F(xiàn)對LED芯片的控制。利用上述散熱測試系統(tǒng)對所加工的散熱器進行測試，結(jié)果顯示該散熱器具有很好的散熱性能。
　　 本文的創(chuàng)新點有:
　　 1.提出了新型的燈具封裝結(jié)構(gòu)，采用芯片基柱與散熱外殼連接的形式，有效的減少接觸熱阻，充分利用金屬導熱快，聚合物散熱快的優(yōu)點。
　　 2.提出了金屬與聚合物復合式的微結(jié)構(gòu)散熱器，微結(jié)構(gòu)大幅的增加了換熱面積，