大功率LED灯具散热分析-1
大功率LED 路灯散热分析与设计
大功率LED 路灯散热分析与设计摘要：新兴的大功率LED 以其高效、节能、长寿命、绿色环保等显著特点，成为21世纪全球最热门、最瞩目的新光源。
LED 的散热问题是攻克大功率照明灯具的关键，在大功率ＬＥＤ的性能和路灯设计的关键技术中，散热设计是非常重要的环节，散热设计的好坏将直接关系到ＬＥＤ路灯的实际应用。
关键词：大功率LED；路灯；散热；设计Abstract: the new high power LED to its high efficiency, energy saving, the long life, the green environmental protection, and other characteristics, becoming the world’s most popular, the most outstanding new light source. The heat is LED to conquer high-power lighting lamps key, in high power LED performance and lamp design key technology, thermal design is very important link, the stand or fall of cooling design will be directly related to the LED the actual application of the street lamp.Keywords: high power LED; Street lamps; Heat; design一、引言随着国内外产业发展迅猛，ＬＥＤ作为新一代绿色环保型固体照明光源，已经成为人们关注的焦点。
但其成本和散热问题始终是困扰LED发展和普及的两大难题。
其中大功率LED 路灯的寿命除了电源和灯的本身质量以外，散热问题是最为重点。
大功率LED灯的散热性能分析
大功率LED灯的散热性能分析【摘要】大功率LED灯在使用过程中会产生大量的热量，而良好的散热性能对LED灯的性能和寿命至关重要。
本文通过分析LED灯的发热原因，探讨了不同的散热方式及原理，介绍了散热材料与结构设计的重要性。
在散热性能测试方法方面，我们讨论了各种测试方法的优缺点，并提出了一些改进的建议。
结合实际案例，我们总结了一些提升大功率LED灯散热性能的有效措施。
通过本文的内容，读者可以全面了解大功率LED灯的散热性能分析，为LED照明产品的设计和选购提供参考。
【关键词】大功率LED灯、散热性能、发热原因、散热方式、散热材料、结构设计、性能测试方法、改进措施、结论1. 引言1.1 大功率LED灯的散热性能分析大功率LED灯的散热性能分析是LED照明领域中一个非常重要的课题。
由于LED灯具有高光效、长寿命等优点，被广泛应用于各种场所，尤其是大功率LED灯。
随着LED功率不断增加，LED发热量也相应增加，导致灯具温度过高，影响灯具的使用寿命和光效。
对大功率LED灯的散热性能进行分析和改进具有十分重要的意义。
在大功率LED灯的散热性能分析中，需要对LED灯的发热原因进行深入分析。
LED灯的发热主要来源于LED芯片在工作时产生的热量，而LED芯片的工作温度会直接影响LED的发光效率和寿命。
了解LED 灯的发热原因对于提高LED灯的散热效果至关重要。
除了了解LED灯的发热原因外，还需对LED灯的散热方式及原理进行深入探讨。
常见的LED散热方式包括空气散热、风冷散热、水冷散热等，不同的散热方式有不同的原理和适用条件，选择合适的散热方式对于提高LED灯的散热效果十分重要。
大功率LED灯的散热性能分析是一个复杂而重要的课题，需要综合考虑LED灯的发热原因、散热方式及原理、散热材料与结构设计以及散热性能测试方法等因素，通过科学的分析和改进措施提高LED灯的散热性能，确保LED灯长期稳定工作。
2. 正文2.1 LED灯的发热原因分析LED灯具有高效、节能等优势，但是在工作过程中仍然会产生较大的热量，主要原因如下：1. 光电转换效率不足：LED灯在发光的同时会产生一定的热量，由于光电转换效率不是100%，所以部分电能会转化为热能导致发热。
大功率LED灯的散热性能分析
大功率LED灯的散热性能分析随着LED照明技术的不断发展，大功率LED灯在市场上的应用也越来越广泛。
而随之而来的问题就是大功率LED灯的散热性能。
散热性能的好坏直接影响LED灯的使用寿命和稳定性，因此对大功率LED灯的散热性能进行分析和研究显得尤为重要。
大功率LED灯的热管理是个复杂的问题，因为LED本身的热效率非常低，只有20%左右的电能转化为光能，其余的80%电能转化为热能。
LED灯的工作温度会快速升高，如果不能及时、有效地散热，LED芯片的温度过高会导致光衰、颜色偏差、短寿命甚至烧毁等问题。
LED灯的散热性能至关重要。
我们需要分析LED灯的结构。
大功率LED灯通常由LED芯片、导热胶、散热器、风扇等部分组成。
LED芯片是最核心的部分，它是发光的源头，也是最容易产生热量的地方。
导热胶的作用是将LED芯片的热量传导到散热器上，再通过散热器来散热。
而风扇则可以加速空气对散热器的流通，提高散热效率。
我们还需要了解LED灯的散热性能参数。
目前国际上常用的LED灯散热性能参数包括热阻、热阻系数、热传导系数等。
热阻是指LED灯在单位面积内温度上升一个单位所需要的热能，是衡量LED灯散热性能的重要参数之一。
热阻系数是指在单位时间内散热器的温度和周围环境温度差异与功率之比。
而热传导系数则是指导热胶、散热器等材料的热传导能力。
了解这些参数可以帮助我们更准确地评估LED灯的散热性能。
我们需要通过实验和模拟来评估LED灯的散热性能。
实验包括温升测试、热阻测试、热传导系数测试等。
通过实验，我们可以得到LED灯在实际使用中的热量分布情况，以及散热性能参数的实际数值。
而通过模拟，我们可以通过计算机模拟LED灯的散热过程，分析不同结构和材料对LED灯散热性能的影响，为LED灯的结构设计和材料选择提供依据。
对大功率LED灯的散热性能进行分析是一项复杂而重要的工作。
只有充分了解LED灯的结构、散热原理和散热性能参数，才能有效评估LED灯的散热性能，并通过实验和模拟来优化LED灯的散热性能，保证LED灯的稳定性和使用寿命。
大功率LED照明灯具的配光与散热的研究
对一款大功率Ｌ Ｅ Ｄ＇ ￣ 进行 了热分析 ，求得各个部分 的温 度场分布 ， 巴超出了结温的最大允许值 。通过 热分析 ，对该Ｌ Ｅ Ｄ灯散热结构进行改进 ，将芯 片最高温 降为
５ １ ． １ ２ ２ ６ ℃ ，仿 真 分析 结果 表 明在 允 许 范 围之 内， 验 证 了改进 方 案 的可 行 性 。 【关键 词 】 散 热 ； 大功 率 Ｌ Ｅ Ｄ ；配 光
是 将 一 块 结 构 是 电致 发 光 的 半 导 体 模 块 封 装 在 环 氧 树 脂 之 中 ， 通 过 引 脚 作 为 正 负 电 极 起 到支撑 的作用 ，Ｌ Ｅ Ｄ 结 构 主 要 由 支 架 ， 银 胶 ， 晶 片 ， 金 线 ，环 氧 树 脂 五 种 物 料 组 成 ，
一
最 少 的 。 正 是 由于 不 同 的 材 料 之 间带 隙 的 差 别 ，才 造 成 了不 同 的材 料 可 以发 出不 同 颜 色 的光 的 现 象 。 Ｌ Ｅ Ｄ 作 为 一 种 新 型 的 固 态 冷 光 源 ， 具 有 体 积 小 ， 寿 命 长 ，发 光 效 率 高 ，节 能 环 保 等 优 点 。大 功 率 Ｌ Ｅ Ｄ 照 明 灯 具 广 阔 的 市 场 前 景 引 发 了对 于 Ｌ Ｅ Ｄ 应 用 的 研 究 高 潮 ， 特 别 是 在 大功率照 明应用 方面 ，但是 由于Ｌ Ｅ Ｄ 芯 片 发 出的光呈Ｌ ａ ｍ ｂ ｅ ｒ ｔ Ｊ ａ ｎ 分 布 ，这 样 的光 场 分 布 如 果 不 经 过 二 次 光 学 设 计 而 直 接 应 用 到 实 际 的 大 功 率 照 明 中 应 用 的 话 ， 将 会 造 成 严 重 的 光 浪 费 ，Ｌ Ｅ Ｄ 二 次 光 学 设 计 问 题 成 了 限 ￣ Ｊ Ｌ Ｅ Ｄ 在 照 明 应 用 方 面 进 一 步 推 广 的 主 要 问 题 。 传 统 的 照 明 设 计 方 法 不 能 进 行错 误 预 估 的 缺 点 ，采 用 了 将 非 成 像 光 学 理 论 ， 照 明设
高功率LED之散热分析高功率LED之散热分析-Comsol
石墨應用於高功率LED之封裝散熱模擬分析(3/10)
未加裝散熱片但改成石墨基板的模擬結果
(a)功率1.0w時，溫度範圍 94.40~129.03 ℃；(b)功率1.3w時，溫度範圍 115.22~160.23 ℃ (c)功率1.5w時，溫度範圍 129.10~181.04 ℃；(d)熱量流向圖
石墨應用於高功率LED之封裝散熱模擬分析(4/10)
高功率LED之IMS封裝散熱模擬分析(4/7)
搭載8mm散熱片模型的模擬結果
(a)功率1.0w時，溫度範圍 33~44℃；(b)功率1.3w時，溫度範圍 36~50℃ (c)功率1.5w時，溫度範圍 3 8~53℃；(d)熱量流向圖
高功率LED之IMS封裝散熱模擬分析(5/7)
IMS封裝晶片工作溫度比較圖
高功率LED之熱傳與封裝方式(3/17)
(資料來源: 璦司柏電子股份有限公司 )
高功率LED之熱傳與封裝方式(4/17)
降低接面溫度可以：
提高光輸出強度 增加元件使用壽命 改善元件穩定度 提高色彩穩定度 可在較高環境溫度下工作 增加元件及模組設計彈性
高功率LED之熱傳與封裝方式(5/17)
(資料來源：PNNL)
高功率LED之MCPCB封裝散熱模擬分析(1/6)
LED之MCPCB封裝結構圖
組件
晶片
TIM 銅箔 介電
層 基板
散熱 片
材料
藍寶 石 銦
熱傳導係 數
(W/m‧K)
23
81.6
銅
401
氧化 鋁
8
鋁
237
鋁
237
尺寸
40mils 厚度25μm 厚度40μm
厚度70μm 20mm*20mm*
大功率LED灯散热结构设计分析
大功率LED灯散热结构设计分析作者：阮文沁来源：《山东工业技术》2019年第01期摘要：自从我国进入21世纪以来，我国的科技发展速度就越来越快，人们的生活理念和生活方式也发生了很大的变化，尤其是可持续发展理念的提出，使得我国的节能产业发展越来越迅速，我国很多其它产业在发展的过程中，也重视了节能减排工作。
当前我国的灯具市场上，大功率LED灯的应用越来越普遍，其与传统的灯具相比，节能效果和应用效果优势都更加明显，在我国的应用前景十分广阔。
但是大功率LED灯，在使用的过程中，其内部芯片很容易受到高温发生损坏，影响其正常的使用，所以当前大功率LED灯在使用的过程中，散热问题也就备受关注。
本文就针对大功率LED灯的散热结构设计进行分析。
关键词：大功率LED灯;散热结构;设计DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2019.01.008大功率LED灯由于其自身的使用寿命长、节能效果明显、安全系数更高等优势，在我国的灯具市场上，占据着十分重要的地位，在我国有着十分广阔的发展前景，在我国很多领域中的应用也比较普遍，无论是应用于交通、建筑还是家用照明，其优势都十分明显。
但是这种大功率LED灯在使用的过程中，很容易发热，使内部芯片烧毁，导致质量问题。
因此当前，散热问题是制约大功率LED灯普及应用的重要问题，必须要对其进行研究并加以解决。
1 大功率LED灯散热因素大功率LED灯在散热的过程中，散热器的使用会影响到散热效果，而散热器的质量又与散热器的热阻有直接的关系，所以总体来说，散热器热阻越小，散热器的散热效果越强。
而散热器的热阻主要包括以下方面：（1）散热器本身导热热阻。
散热器自身就存在着导热的热阻，根据能量守恒定律，可以发现热平衡之后，LED灯产生的热量与散热器自身导出的热量是相等的，所以在功率一定的条件下，散热器的热阻也是不变的，而且LED灯在使用的过程中，还会将一部分的功率转化为热能，这就使得散热器的导热热阻也相应增加。
大功率LED灯的散热性能分析
大功率LED灯的散热性能分析
随着LED灯的不断发展，高效节能、长寿命等优点已经受到广泛认可，因此LED灯被
广泛应用于居家、商业、工业照明等领域。
随着LED灯的使用时间的增加，温度上升会导
致灯光亮度和寿命的不稳定性，而散热性能则是决定LED光源寿命的重要因素。
散热是指通过导热方式将热量传递到周围环境中，以维持光源的正常温度。
LED灯的
散热方式主要有三种：自然对流散热、强制对流散热和热电联合散热。
在自然对流散热中，LED灯通过热传导从内部向外部传递热量，使外部的空气温度上升，形成气流，提高散热效果。
在强制对流散热中，通过强制空气流动进行热传导。
热电
联合散热，则通过热过载效应，将热电元件中的电能转化为热能，并迅速传递至外界，提
高散热效果。
当LED灯功率较大时，其产生的热量更多，自然对流散热方式的散热效果会下降，需
采用强制对流散热和热电联合散热方式。
在采用散热片和散热风扇等对流辅助装置的同时，应注意保持散热通风口的畅通，以利于散热。
散热性能的好坏不仅取决于LED灯本身的散热设计，还取决于LED灯的环境温度、灯
体材料以及灯体形状等因素。
因此，在设计LED灯时，需要综合考虑以上因素，制定出合
理的散热方案，以提高LED灯的使用寿命和稳定性。
总之，LED灯的散热性能是决定其寿命和稳定性的重要因素。
在设计LED灯时，应根
据不同功率、工作环境等因素，采用合适的散热方式和辅助散热装置，以确保LED灯能够
长期稳定工作。
大功率LED灯的散热性能分析
大功率LED灯的散热性能分析随着LED（发光二极管）的发展和应用，大功率LED灯已经取代传统的照明设备成为主流。
在LED灯的设计中，散热性能是至关重要的一环。
因为LED芯片的发光效率很高，但是会产生大量的热量，如果不能及时散热，会导致LED灯的寿命缩短，光衰加快，从而影响灯具的使用效果和维护成本。
大功率LED灯的散热性能是指：LED固定在散热器上，将LED芯片和驱动电路产生的热量通过散热器传递到环境中，并保持灯具整体温度不超过LED芯片最大温度，从而实现LED灯长时间稳定工作。
散热器的选择与设计至关重要。
一般来说，散热器是采用铝制材料制作的。
由于铝具有良好的导热性能，且重量轻、价格便宜等优点，因此被广泛应用。
散热器的形状多种多样，包括圆柱形、方形、矩形等。
但是，散热器的散热效率与其表面积有关。
表面积越大，散热效率越高。
大功率LED灯的散热性能分析还需要考虑散热接口。
一般来说，散热接口采用导热硅脂或散热垫。
导热硅脂可以填充LED芯片与散热器之间的空隙，增加热量的传导。
散热垫是一种塑料材料，具有导热、绝缘、隔音等特性。
散热垫可以被粘贴在散热器的表面，增加散热面积，提高散热效率。
在LED灯的设计中，还要考虑LED芯片和驱动电路的散热。
尤其是驱动电路产生的热量更容易被忽视。
为了确保LED灯具的正常运行，驱动电路的热量也应该通过散热器传递到环境中。
因此，在LED灯具的设计中，需要考虑如何使PWM（脉冲宽度调制）芯片和电容散热。
此外，增加加热保护电路也是应该考虑的因素。
总之，大功率LED灯的散热性能分析需要考虑多个因素，包括散热器的选择与设计、散热接口的使用和LED芯片、驱动电路的散热等。
只有全面分析上述因素，才能保证LED灯具的正常运行。
大功率LED灯的散热性能分析
大功率LED灯的散热性能分析
大功率LED灯的散热性能对于保证其长时间稳定工作和延长使用寿命至关重要。
本文将对大功率LED灯的散热性能进行分析。
大功率LED灯的散热问题主要集中在散热体上。
散热体通常采用铝合金、铜合金等导热性能较好的金属材料制作，以确保散热效果。
为了提高大功率LED灯的散热性能，可以采取以下措施：
1.增加散热面积：通过增加散热体的表面积，可以提高散热效率。
可以在散热体表面增加散热鳍片，增大散热面积，提高散热效果。
3.增加导热介质：在散热体和LED芯片之间加入导热介质，可以提高热传导效率。
常用的导热介质有硅胶、导热胶等。
4.使用风扇进行强制散热：对于大功率LED灯，通过加入风扇进行强制散热是一种有效的方法。
风扇可以增加空气流动，加快热量的散发，提高散热效果。
除了以上措施，还需要注意以下几点：
1.保持适当的工作温度：大功率LED灯的工作温度一般在80℃以下，过高的温度会影响LED灯的寿命和光效。
需要通过合理的散热设计和控制，保持适当的工作温度。
2.选择合适的散热体材料：散热体材料的导热性能直接影响散热效果。
铝合金、铜合金等导热性能较好的材料是常用的选择。
3.注意灯具的散热位置：灯具的散热位置应避免与其他热源接触，以免影响散热效果。
LED照明设计散热分析与方案
LED照明设计散热分析与方案
标签：LED 照明光源
目前如何散热是LED 产品设计中最为核心的问题，下面我们一起来看看led 照明设计中的散热问题应该如何分析与控制。
一、LED 照明设计散热分析
二十五瓦以下的LED 照明系统的设计一般是用于台灯、客厅射灯、家用餐灯、小夜灯等方面，即使这样，大多数小于二十五瓦的低功率LED 照明应用也会要求一定程度的小型化。
这常常导致更高的功率密度，尽管它的功耗不是很大。
这种情况下，所需足够的散热管理措施必须通过改进机械结构来提供。
此外，高电气效率也有助于降低功耗。
而另一种防止LED 长时间工作过热问题的思路是采用调光解决方案。
事实上，在这个功率范围内，LED 照明灯将会取代卤素灯和紧凑型荧光灯。
此外，为了摆脱散热问题，必须去掉对温度变化敏感的无源组件。
然而，目前大多数LED 驱动器解决方案都源于电源拓扑，并以此为基础，故应该考虑到温度范围的限制，因为一般产品通常基于商业标准，但照明灯却必须确保能够适应严苛的环境。
二、LED 照明设计中的散热控制方案
在迅速发展的LED 照明设计中，大多数人将注意力集中在高亮(HB)LED 的调光控制策略上。
不过，HB LED 照明应用的本质要求我们将更多的注意力转移到散热控制上。
虽然LED 制造商通过大幅提高每瓦的流明数正在降低HB LED 照明设计的技术障碍，但与光输出相比，仍有更多的电能转化为要散发出去的热量。
因此，需要一个散热管理的总体战略，以确保LED 散发的热量可控制为一个温度的函数。
与白炽灯、钨丝灯泡不同，高功率LED 不辐射热。
LED灯具散热设计分析
LED灯具散热设计分析摘要：散热是LED照明灯具使用的关键，温度上升会使产品的性能降低，进而引起一系列问题。
文章首先介绍了LED照明灯具的发光原理、结构及传统LED灯具的散热模式，接着对LED灯具散热设计思路进行了详细分析，指出了存在的问题，给出改善灯具散热设计的方案。
关键词：LED灯具；散热设计；分析引言随着世界科技发展程度的日新月异，人类对生活质量及节能要求的不断提高，在家庭照明上发光二极管也就是我们说的LED 照明灯具已普及到每家每户，这主要是LED相对于其它照明设备上，不仅能提供优异的照明效果，而且在节能上面也更胜一层，但凡事都有优缺点，LED灯具的寿命和使用效果都会制约于工作过程中的温度升高，特别是温度超过60度时LED设备的寿命会加剧减少，而目前市场上普遍的LED灯的工作时，只能加所有电能的10-15%转换成光能，其它都会转换成热能，故散热设计及研究是LED照明灯的重要部分。
1、LED灯具的发光原理、结构及传统LED灯具的散热模式LED全称light emitting diode，翻译成中文即发光二级管。
LED的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，它利用固体半导体芯片作为发光材料。
其发光原理是：LED在工作时处于正向导通的状态，通过电子和空穴的复合作用，放出过剩能量而引起光子发射产生可见光，光的强弱与电流有关。
LED灯具的结构主要有灯具壳体、散热模组、LED芯片、折射透镜、电源部件以及其他零件。
如下图一所示图1 LED结构组成传统LED散热模式可以分为三部分：①热传导，即从LED核心散热区到基板等其它结构件，该部分主要通过热传导方式进行；②热辐射，即从散热核心区传到空气中的散热，该部分则主要通过热辐射的方式进行；③热对流，从散热核心区的热气区往上流动，然后气压带动冷空气接着不断的流入散热芯片，如此往复，便可形成空气自然对流，该部分则主要通过热对流的方式进行。
2、LED灯具散热设计思路2.1 散热的重点：就是以最短的路径，最快的方法将最多的热量从散热源带出到设备主体以外，从而降低设备温度。
大功率LED灯的散热性能分析
大功率LED灯的散热性能分析随着LED灯的广泛应用，越来越多的场合需要使用大功率LED灯，如室外景观照明、道路照明等等。
然而，由于大功率LED灯的高功率密度和较高的工作温度，其散热和热管理问题成为限制其使用寿命和稳定性的主要因素之一。
本文将从理论上分析大功率LED灯的散热性能，并探讨可能的改进方案。
大功率LED灯的散热原理是基于热传导和自然对流来实现的。
当LED灯工作时，会产生大量热量，这些热量会通过LED灯的金属基板传导到散热器上，进而通过空气自然对流散出。
因此，散热器的材料和结构对于LED灯的散热效果非常重要。
通常情况下，大功率LED灯的散热器采用的是铝制材料，其热导率比较高，能够有效地将LED灯产生的热量传导到散热器表面。
同时，散热器的结构也需要设计得合理，以最大化热量的散出效果。
二、大功率LED灯的散热问题及其解决方案1. 散热器设计不合理散热器设计不合理是导致LED灯散热不良的主要原因之一。
例如，散热器的散热片密度过高、散热片间距过小、散热器的通风口设计不合理等等，都会导致LED灯散热不良。
解决这个问题的方法是通过CAD/CAM软件模拟和设计，优化散热器结构，提高散热器的热量传导效率。
2. 散热器和LED灯之间的热接触不良散热器和LED灯之间的热接触不良也是一个常见的散热问题。
这个问题通常出现在散热器的表面存在氧化物、灰尘等物质的情况下，会影响散热器表面与LED灯的热接触，影响散热效果。
解决这个问题的方法是注意保持散热器表面的清洁，并定期进行维护和清理。
3. 环境温度过高环境温度过高也会导致LED灯的散热不良。
在高温环境下，LED灯的工作温度会进一步上升，进而影响LED灯的工作寿命和性能。
解决这个问题的方法是选择适当的工作环境，定期检查和清洁散热器，并采取有效的降温措施，如使用风扇等。
综上所述，大功率LED灯的散热是保证其长期稳定运行和提高其使用寿命的关键因素。
开发高效的散热技术和方案，并进行合理的散热设计和现场管理，是解决大功率LED灯散热问题的主要方法。
大功率LED散热器导热、散热机理分析
本文主要运用热传导、对流、辐射以及能量守恒定律等相关理论知识，对LED散热器的导热、散热机理进行了简单的分析，并就环境温度、散热器导热系数、表面材料的辐射系数等因素对LED灯结温的影响进行了讨论。
最后通过实验对部分分析结果进行了验证。
LED灯由于节能、环保、工作寿命长等特点而倍受社会各界的关注，然而大功率LED 灯在工作过程中，除发光外同时产生大量热能，而LED结温(芯片温度)的高低直接影响灯具的寿命。
因此，大功率LED灯需要散热器将热量二次导出，并散发到环境中。
通电开始LED 灯及散热器的温度会不断升高，工作一定时间后，LED灯产生的热量与散热器等散出的热量达到一定的平衡，最终LED灯的结温达到一个稳定状态。
LED灯结温的高低除与其本身的参数、实际功率有关外，还与散热器的性能有关，下面就LED结温与散热器性能的关系及LED散热器导热、散热的机理进行分析、讨论。
一、LED散热器导热、散热机理分析我们采用同样的灯源、环境和连接方式，对不同的散热器进行分析，在实际LED结温测试时，为了测温点的稳定性，我们给LED灯及散热器外置了一个玻璃箱(参见图1)。
Q产=W*a*t式中：Q产：LED灯工作时产生的热量W：LED实际功率a：系数(与发光效率有关)t：时间产热在一定条件下，LED灯工作时，同样的灯源和电源产生的热量可以简单地认为与其功率、时间等成正比，基本上是一个恒定值，与散热器无关，可用下式表示：散热图1所示LED散热过程如下：首先，LED灯产生的热量少部分传递给灯罩，大部分通过铝基板传给散热器，再由散热器上端面传导至散热器外表面，然后由散热器外表面、灯罩(因实验条件相同，这里假定灯罩传递的热量数值变化不大，是一个定值)等渠道通过热辐射、对流等方式将热量传给玻璃箱内的空气，最后热量再通过玻璃箱直接传到环境空气中。
其中LED灯到散热器外表面的传热方式以传导为主，另外有少量热(散热器内腔)通过对流和辐射等方式传递，为便于分析在此忽略不计。
大功率LED灯的散热性能分析
大功率LED灯的散热性能分析LED灯具有节能环保等特点，但实际运行过程中容易产生大量的热量，一旦热量无法排出，容易出现温度过高导致芯片热量异常，光源衰退和灯具寿命减少等情况。
[1]简单来说，LED灯热管理结构主要是芯片级封、封装级和系统集成散热级，本文从LED灯的散热性能影响因素入手分析，提出具体优化的方案。
1.大功率LED灯散热性能影响因素 1.1 翅片几何参数一般来说，大功率LED等的翅片参数变化会直接影响到散热性能，呈现正相关性。
在达到额定数值之前，大功率LED灯具的翅片厚度、高度、间距、数量、长度的增加都会引发散热效率的提升，而且从戴绍碧;王娇琳;王倩等人在《大功率LED灯热管散热器性能研究》[2]一文中也得到了类似的结论，上表层一翅片散热效果明显低于四侧面翅片撒热效果。
1.2 外界温度的影响大功率LED灯工作过程中会出现大量的热量，这些热量需要及时排出，因此外界的温度与大功率LED灯温度差距较大时，容易排出热量，反之当外界温度与大功率LED灯温度差距不大时，会影响LED灯的散热情况，这种温度影响是有限的，但对于LED等最优散热效率是有很大的影响的。
1.3 LED灯的散热材料大功率LED等散热材料的选择对散热影响比较明显，一般在自然状态下，采用性能好、导热好的材料进行散热，LED等的散热效率会更高，而对于热辐射散热的方式则需要选择专门的材料。
2.大功率LED灯散热性能分析和优化方案 2.1 散热结构优化大功率LED灯散热结构的优化首先要对翅片结构进行优化，根据仿真模型的数据和结果，翅片高度、长度进行分析，一般来说，大功率LED灯的瓷片高度通常是在0.05-0.11m范围内，这个范围内的散热性能最好，在0.05-0.11m范围内还可以进一步的划分，通常来说，在0.071-0.11m的范围内，当翅片高度达到这一高度以后，芯片温度则趋于平缓，而在0.05-0.07m范围内，当翅片高度在这一范围内时，芯片温度波动比较大，因此应控制翅片的高度范围，以获取更高的芯片散热性能。
大功率LED的散热问题
LED的散热方式：散热的方式——主要是物理方式1.辐射辐射是指机体以发射红外线方式来散热。
当皮肤温高于环境温度时，机体的热量以辐射方式散失。
辐射散热量与皮肤温、环境温度和机体有效辐射面积等因素有关。
在一般情况下，辐射散热量占总散热量的40%。
当然，如果环境温度高于皮肤温，机体就会吸收辐射热。
炼钢工人在炉前作业，炎热的夏季农民在日照下田间劳动也会遇到这种情况。
2.传导与对流传导就是机体通过传递分子动能的方式散发热量。
当人体与比皮肤温低的物体（如衣服、床、椅等）直接接触时，热量自身体传给这些物体。
临床上，用冰帽、冰袋冷敷等方法给高热病人降温，就是利用这个原理。
对流就是空气的流动，这是以空气为介质来进行散热。
大功率LED的散热问题LED是个光电器件，其工作过程中只有30%左右的电能转换成光能，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，1个10W白光LED若其光电转换效率为20%，则有8W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120℃），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。
图1 散热路径图热是从温度高处向温度低处散热。
大功率LED主要的散热路径是：管芯→散热垫→印制板敷铜层→印制板→环境空气。
若LED的结温为TJ，环境空气的温度为TA,散热垫底部的温度为Tc（TJ＞Tc＞TA），散热路径如图1所示。
在热的传导过程中，各种材料的导热性能不同，即有不同的热阻。
若管芯传导到散热垫底面的热阻为R JC（LED的热阻）、散热垫传导到P CB面层敷铜层的热阻为R CB、P CB传导到环境空气的热阻为R BA,则从管芯的结温T J传导到空气T A的总热阻R JA与各热阻关系为：R JA=R JC+R CB+R BA；各热阻的单位是℃/W。
可以这样理解：热阻越小，其导热性能越好，即散热性能越好。
大功率LED筒灯散热分析
２ ２ 有 限元仿 真计 算 ．
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大功率LED灯的散热性能分析
大功率LED灯的散热性能分析LED灯具有经济、环保、节能等优点，因此在照明领域得到了广泛的应用。
随着科技的不断进步，LED灯的功率也在不断增加，大功率LED灯因其更高的亮度和更广泛的应用空间，备受市场青睐。
由于大功率LED灯的高功率工作状态，会产生大量的热量，若不能有效地散热将会严重影响其性能和寿命。
对于大功率LED灯的散热性能进行深入的分析和研究，对于提高LED灯的稳定性和寿命具有重要意义。
一、大功率LED灯的散热原理LED灯的散热原理是将LED芯片产生的热量从芯片传导到外部散热器上，再通过散热器将热量散发到周围的空气中，以保持LED芯片的工作温度处于一个安全的范围内。
通常，LED灯的散热器包括散热基板、散热片和散热风扇等组成部分，散热基板是将LED芯片产生的热量传递到散热片上的关键部件。
1. 热阻与导热系数在分析LED灯的散热性能时，需要考虑到散热基板的热阻和导热系数。
热阻是指材料本身对热量传导的阻力，导热系数是指材料的导热性能，通常用W/m·K来表示。
选用合适的导热系数高、热阻低的散热基板材料对于提高LED灯的散热性能非常重要。
2. 散热结构设计对于大功率LED灯的散热性能分析，散热结构设计是决定散热效果的关键因素。
合理的散热结构设计应该包括散热区域的大小、散热器的形状和结构等方面。
通过提高散热区域的大小，增加散热器的散热面积，可以提高LED灯的散热效率。
采用透气良好的材料设计散热结构也能够有效地提高LED灯的散热性能。
3. 散热风扇的选择在大功率LED灯的散热性能分析中，散热风扇的选择也是至关重要的。
散热风扇的功率、转速、散热效果等因素都会影响LED灯的散热性能。
通常，采用风扇散热的LED灯会配备一定的散热风扇，以增加空气流动量，提高散热效果。
4. 温度控制系统考虑到LED芯片的工作温度对其寿命和稳定性的影响，大功率LED灯还需要配备温度控制系统来保持LED灯的工作温度稳定。
通过合理的温度控制系统设计，可以有效地提高LED灯的散热性能，延长LED灯的使用寿命。
LED灯具散热技术分析
LED灯具散热技术分析随着半导体产业的发展，做为21世纪最具发展前景的新型绿色光源，LED照明逐渐渗透到各行各业中。
LED照明与传统照明技术有着较大的差别，目前LED光效不到30%，热管理技术成为LED照明的关键技术之一。
本文利用计算机仿真软件FloEFD，针对商用LED照明灯具的散热器材料、有效散热面积、金属基板、封装填充材料、对流条件、辐射等因素进行说明，着重分析了散热器材料、金属基板及辐射，通过定量比较，旨在说明LED照明灯具系统设计时应注意的问题，帮助工程师设计出更好的产品。
一、引言随着氮化镓基第三代半导体的兴起，蓝色和白色发光二极管(LED)的研究成功，半导体照明带来了人类照明史上的又一次飞跃。
与白炽灯和荧光灯相比，LED以其体积小、全固态、长寿命、环保、省电等一系列优点，成为新一代环保型照明光源的主要发展方向之一，也是21世纪最具发展前景的高技术领域之一。
各国政府高度重视，纷纷出台国家计划，投入巨资加以发展。
LED从诞生开始，一直伴随着热量管理的问题。
它的发光机理是靠PN结中的电子在能带间的跃迁产生光能，当它在外加电场作用下，电子与空穴的辐射复合发生电致作用将一部分能量转化为光能，而无辐射复合产生的晶格震荡将其余的能量转化为热能。
由于光谱中不含红外成分，产生的热量不能靠辐射散发，只能通过散热器传导到空气中。
照明灯具多采用大功率LED。
目前，商用大功率LED的光效仅15%~30%，其余大多数能量转化为热能。
如果热能不能有效的排出，将会导致很严重的后果。
高温会降低LED的光通量及其发光效率、引起光波红移、偏色，同时还会引起器件老化等不良现象，最重要的是会使LED寿命呈指数性缩减，资料显示，温度每升高10℃，寿命约减少一半。
因此，LED热管理十分重要。
热传递的三种基本方式为：传导、对流和辐射，热管理也从这三方面入手，分为瞬态分析和稳态分析。
散热器的主要传递途径为传导和对流散热，自然对流下的辐射散热也是不容忽视的。
浅谈大功率LED灯具的散热结构设计
浅谈大功率LED灯具的散热结构设计作者：张甫江来源：《科技创新导报》 2014年第30期张甫江(浙江通明电器有限公司浙江温州 325011)摘要：相比于日光灯、白炽灯等传统光源，发光二极管LED以省电、环保、寿命长、全固态、体积小等优点被称为照明绿色光源。
随着取出荧光粉量子效率以及芯片封装制造技术的不断提升，从性能与结构上来看，LED取得了不小进步。
文章探讨大功率LED灯具散热结构设计，希望能在日常照明及汽车照明等诸多领域得到推广与应用。
关键词：LED灯具大功率普通照明互通式散热结构中图分类号：TN305 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)10(c)-0036-01LED技术独特的优势给照明领域带来日新月异的变化，而大功率LED灯具照明也越来越多地被使用。
但大功率LED照明在给人们带来便捷生活的同时，也存在一些问题，如该文中要分析的大功率LED灯具散热问题。
大功率LED灯具的使用寿命直接受到其散热结构的直接影响，可以说在整个灯具散热问题上，设计散热器结构是关键一环。
1 大功率LED灯具寿命受温度影响对于大功率LED灯具而言，在温度的影响下，分别在电极引线、环氧树脂、芯片等方面发生失效。
电极引线能够承受很强的震动及电流冲击，但因环氧树脂，在高温条件下，芯片材料与电极引线的热膨胀系数不同，产生的变形也不同，导致失效，如发生引线断裂等。
环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。
为了将LED使用寿命有效提高，所使用的材料必须具有相近的热系数。
2 LED灯具散热器从能量意义上来看，热其实只是传递能量的形式，而并非能量。
当外界能量冲击分子，能量由高能分子传递给低能分子，从微观角度进行分析，能量的传递就是热。
而热量的3种传递方式由辐射、对流、热传导。
除了LED芯片外，LED灯具散热器接触导热良好与否是确保LED灯具稳定照明的关键因素。
因此，对LED散热器的制作、结构、安装等工作进行充分考虑是必要的。
大功率LED球灯具结构散热性能研究
大功率LED球灯具结构散热性能研究发表时间：2019-09-16T11:16:55.747Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：胡丰刚[导读] 摘要：大功率LED是指拥有较大的额定功率的发光二级管，由于功率较大，使用时节能环保，使用的年限比较长等优点而被人们广泛的应用在生活中。
广东联塑科技实业有限公司广东佛山 528300摘要：大功率LED是指拥有较大的额定功率的发光二级管，由于功率较大，使用时节能环保，使用的年限比较长等优点而被人们广泛的应用在生活中。
故而，由于能够提高我们日常生活的便利性保证能源的减少消耗，大功率LED灯被应用的十分广泛。
但在日常生活中，大功率LED的使用寿命总会受到其散热功效的影响。
为提高其使用率以及使用年限，对大功率LED灯的散热性能的科学研究就显得十分重要。
关键词：大功率LED球灯具；散热性能；研究前言由于大功率LED灯具有节能环保、使用安全、使用年限较长等优点而被人们广泛接受。
但是由于我国LED照明技术到达了瓶颈期，大功率LED的散热问题仍没有彻底的从根本上提出解决方案。
由于现代“节能环保”的发展理念的盛行以及技术层次的提升上的困难，我国大功率LED照明的散热性能的改进的难度也增加了许多。
1.对大功率LED球灯具散热阻碍的因素1.1影响热传导和热对流的因素由于物体中的分子受到温度的改变而导致的剧烈分子热运动便形成了热传导现象。
由于热传导现象的研究相对成熟，所以市场上绝大部分的大功率LED照明灯主要选用的是热传导和热对流的方式。
如果大功率LED照明灯的热传导性能较差，则容易发生散热时间较长、散热过程较慢等不利于大功率LED灯使用寿命的延长的现象。
甚至还会因为大功率LED灯的散热不良而导致LED灯炸裂等严重影响居民正常生活乃至财产生命安全的事情发生。
故而，为了避免相关事件的发生以及促进我国大功率LED灯照明技术的发展，掌握良好材料的性能就显得至关重要。
1.2灯具表层喷涂物料对灯具散热情形的影响由于不同的材料本身的导热系数以及在灯管上对于材料的喷涂的厚度的不同，大功率LED灯的散热也会有细小的差别。
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其中，ｃ。为定压比热容，Ｔ为温度，Ａ为流体的导热系 数，Ｓ，为流体的内热源及粘性耗散项。
口Ｈ 英克鲁佩勒．传热和传质基本原理［Ｍ］．北京：化学工业出版
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ｔｈｅｒｍａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ，ｗｈｉｃｈ ｓｉｖｅｓ ａ ｃｌｅａｒ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｆｉｅｌｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ＬＥＤ
ｌａｍｐｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ｉｓ ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｃａｎ ｂｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ，ｅｎａｂｌｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｔｏ ｅｎｔｅｒ ｔｈｅ ｍａｒｋｅｔ ｑｕｉｃｋｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ—ｐｏｗｅｒ ＬＥＤ；ｔｈｅｒｍａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
关键词 大功率ＬＥＤ散热分析结温
Ｈｅａｔ Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒ ＬＥＤ Ｌａｍｐｓ
Ｔａｎｇ Ｓｈｕｎｊｉｅ Ｚｈｅｎｇ Ｘｉａｎｇｚｈｏｕ Ｓｏｎｇ Ｔｉａｎｂｉｎ Ｘｉｏｎｇ Ｊｉｅ Ｚｈｕ Ｔｉｎｇｔｉｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７０）
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ。２００４：５０７—５１４．
心
Ｍｏｏ—ｗｈａｎ Ｓｈｉｎ．Ｔｈｅｒｍａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｓｓｕｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ
ｉ
ｐｏｗｅｒ ＬＥＤ［Ｃ］∥２７ｔｈ Ｊａｐａｎ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｔｈｅｒｍｏ ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ。Ｋｙｏｔｏ，２００６：７—１４． 范治新．工程传热原理［Ｍ］．言
随着温度升高，ＬＥＤ的失效率会大大增加，而且 光衰会加剧、寿命也会缩短，因此热设计是ＬＥＤ灯具 结构设计中不可忽略的一个环节Ｍ１。大功率ＬＥＤ灯 具设计除了要成功实现产品的功能之外，还必须充分 考虑产品的稳定性、工作寿命和环境适应能力等，而 这些都和温度有着直接或间接的关系。数据显示， ４５％的电子产品损坏是由温度过高引起的，可见散热 设计的重要性。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｈｉｇｈ－ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ＬＥＤ ｃｈｉｐｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｅｆｆｉｃａｃｙ，ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒ ＬＥＤ ｌａｍｐｓ ｂｅｇｉｎ ｔｏ ｅｎｔｅｒ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｏｕｔｐｕｔ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ＬＥＤ ｃｈｉｐｓ ａｌｓｏ ｓｅｔｓ ｈｉｇｈｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｈｅａｔ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｅｎｄ ａｎｄ ｓｐｅｃｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＬＥＤ ｌａｍｐｓ，
设定菇－ｖｅｌｏｃｉｔｙ、Ｙ—ｖｅｌｏｃｉｔｙ、：·ｖｅｌｏｃｉｔｙ方向流动的 收敛值为０．００１。ｅｎｅｒｇｙ收敛值为１ｅ一７．开始求解。
４气流及温度分布图
ＬＥＤ灯具热量的流动大概可以简单归结为如下 过程：先经过焊接层将热量传给固定ＬＥＤ的铝基板， 然后铝基板导热胶将热量传给各个散热片，再通过各 个散热片传给灯具外壳，最后靠散热片和灯具外壳与 空气间的对流将热量散出。
算方向：
曼垃＋曼！巳些兰！＋曼ｌ巳兰！！＋！！巳兰竺！
ａｔ
ａ名
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＝一蓑＋熹（ｐ詈）＋毒（ｐ考）＋毫（ｐ警）＋ｓ。
Ｙ方向２
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Ｏｔ
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＝一考＋未（ｐ塞）＋专（ｐ考）＋毫（肛老）＋ｓ，
ｚ方向。
ｉ（旦竺２＋曼！巳竺兰２＋曼（巳竺１ ２＋曼！巳竺竺２
中国照明电器，２００９（２）：６—１０．
［８］ 袁柳林，刘胜，陈明祥．基于微通道致冷的大功率ＬＥＤ阵列封
除此之外，也可以在灯具上安装风扇，采用强制 对流降低ＬＥＤ芯片处温度，或者采用其它新的散热
ｎ １Ｊ Ｊａｍｅｓ Ｐｅｔｒｏａｋｉ．Ｓｐａｃｉｎｇ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ＬＥＤｓ ｏｎ ｍｅｔａｌ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ＰＣＢ’Ｓ ｆｏｒ ｐｒｏｐｅｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ［Ｃ］∥Ｎｉｎｔｈ Ｉｎｔｅｍｏｃｉｅｔｙ Ｃｏｎｆｃｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ Ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ｉｎ
中国照明电器
２０１０年第２期
ＣＨＩＮＡ ＬＩＧＨＴ＆ＬＩＧＨＴＩＮＧ
１７
大功率ＬＥＤ灯具散热分析
唐顺杰 郑相周 宋天斌 熊 洁 朱婷婷
（华中农业大学工程技术学院，武汉４３００７０）
摘要
近年来随着大功率高亮度ＬＥＤ芯片的研制成功及其发光效率的不断提高，越来越多的大功率 ＬＥＤ开始进入照明领域。随着ＬＥＤ芯片输出功率的不断提高，对大功率ＬＥＤ灯具散热技术也提出 了更高的要求。本文以ＬＥＤ高端特种照明应用为导向，对大功率ＬＥＤ灯具进行了热仿真，使读者可 对ＬＥＤ灯具的热场分布有直观明确地了解。通过模拟仿真分析，缩短了分析计算时间，提高了优化 设计能力，使产品能够快速地进入市场。
固定环境温度为３５℃、每种芯片都取最大功率 （１４粒、１８粒的功率Ｐ为１．７Ｗ；２０Ｗ、３０Ｗ灯带功率 Ｐ为５Ｗ）时，４种灯具ＬＥＤ最高温度值ｒ与空气流 速ｙ之间的关系，以１８粒为例，如图６所示。
从图６中可以看出，随着空气流速从０．００１～ ０．２５ｍ／ｓ不断增大，ＬＥＤ最高温度值变化很小，接近 水平直线，即空气流速对芯片的温度几乎没有影响。
现在市场上很多ＬＥＤ灯具产品给出的温升指标
大部分都是基于灯具外壳的温度相对于环境温度的 差异，用这种方法来衡量灯具散热性能存在着一定的 局限性＂】。因为与ＬＥＤ器件性能直接相关的是其 ＰＮ结的结温，我们关心的最终指标是结温的高低，而 不是灯具表面的温度。不同灯具在ＬＥＤ光源的选 取、灯具材料的使用、生产工艺以及散热设计等各方 面都有很大不同，导致从ＬＥＤ的ＰＮ结到灯具外壳的 热阻都有很大的差异。
接近２５℃；在灯带功率为５Ｗ时，２０Ｗ灯带灯具温差 接近５０Ｃ，３０Ｗ灯带灯具温差在３℃左右。
（３）在相同条件下，灯带型灯具的温升显然比单 粒型灯具的温升要小得多。 ５．２ ４种灯具的Ｔ－ｔ关系图
固定取空气流速为（０．００１ｍ／ｓ），每种芯片都为 最大功率（１４粒、１８粒的功率Ｐ为１．７Ｗ；２０Ｗ、３０Ｗ 灯带的功率Ｐ为５Ｗ）时，４类灯具分别按带散热孔与 不带散热孔２种情况考虑。１８粒灯具ＬＥＤ最高温度 值ｒ与环境温度ｔ之间的关系，如图５所示。
万方数据
中国照明电器
２０１０年第２期
技术（如微通道制冷）散热。
参考文献
图６ １８粒ＬＥＤ灯具有、无散热孔的ｎ’，关系比较图
６总结
在仿真计算中，分别考虑了机构上散热孔、芯片 功率、环境温度和空气流速对芯片处温度的影响。从 计算结果看，芯片温度受到散热孔、芯片功率和环境 温度的影响。其中，芯片功率对芯片温度影响较大； 结构上开散热孔对单粒型灯具的ＬＥＤ温度影响较 大；环境温度对芯片温升的影响为线性规律，环境温 度变化１℃，温升同样变化１℃。空气流速对芯片处 温度几乎没有影响。
综上所述，４种ＬＥＤ灯具在同种条件下，芯片功 率越高，ＬＥＤ的最高温度值就越大，ＬＥＤ最高温度值 与环境温度值之间呈线性关系，当空气流速ｙ在 ０．００１—０．２５ｍ／ｓ之间时，ＬＥＤ的最高温度值几乎没 有变化。１４粒、１８粒ＬＥＤ灯具有散热孔的与没散热 孔的相比ＬＥＤ最高温度值差别很大，而２０Ｗ、３０Ｗ灯 带灯具在有、无散热孔时的最高温度值差别不是很 大。所以在１４粒、１８粒ＬＥＤ灯具上开散热孔是十分 有必要的。
圈２ １８粒ＬＥＤ灯具热传导模型图 仿真计算中，单粒芯片为１．７Ｗ，灯带每条为 ５Ｗ。单粒ＬＥＤ和灯带热效率取为８２％，电源效率取 为８５％。 灯具传热过程中遵循动量守恒定律，由Ｎａｖｉｅｒ． Ｓｔｏｋｅｓ方程，得
万方数据
圈３ １８粒ＬＥＤ温度分布图
唐顺杰等：大功率ＬＥＤ灯具散热分析
１９
图３是１８粒带散热孔ＬＥＤ灯具在单个芯片功 率Ｐ为１．７Ｗ、环境温度ｔ为３５。Ｃ、空气流速ｙ为 ０．００１ｍ／ｓ时的温度分布云图。
５仿真结果
设定不同的边界条件，使用ＩＣＥ ＰＡＫ计算不同 边界条件组合时的ＬＥＤ芯片和灯带处的温度，分别 如下所述。 ５．１ ４种灯具的Ｔ－Ｐ关系图
固定环境温度和空气对流速度，仿真计算ＬＥＤ 芯片或灯带处温度随芯片功率的变化规律，其中使用 丁表示芯片温度，Ｐ表示ＬＥＤ电功率。
计算中，设置环境温度为３５℃，空气流速为 ０．００１ｍ／ｓ时，４类灯具分别按带散热孑Ｌ与不带散热 孔２种情况考虑。１８粒ＬＥＤ的最高温度值与单个芯 片功率之间的关系如图４所示。