LED灯具开关电源散热仿真及优化设计分析
高功率LED照明设计中的散热控制方案
高功率LED照明设计中的散热控制方案2010年12月12日来源：电子发烧友[责任编辑：Aglaia]中心议题：LED照明中的热量产生原因高功率LED照明设计中的散热设计解决方案：利用热敏电阻的LED做散热控制热敏电阻与线性或开关稳压器一起使用时与白炽灯钨丝灯泡不同，高功率LED不辐射热量。
与之相反，LED将其PN结的热量传导到LED封装的散热金属小块上。
由于LED产生的热量采用传导方式散发，因此这些热量需要一个更长、更昂贵的路径才能完全散发到空气中去。
目前HBLED通用照明的一个最大商业化障碍就是其散热问题，因此能否彻底有效地解决这问题可以说是赢得客户的关键。
本文将为你分享Zetex的LED照明专家在解决散热问题时的独到经验。
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度(HB)LED的调光控制策略上。
不过，HBLED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HBLED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。
图1中曲线显示了1WLED的典型性能下降特性。
正如所期望的那样，这清楚地表明，被恒定电流驱动的LED在到达某一点后，该恒流需要线性地减少，直到在150℃这一点上达到0。
恒流下降点和减小斜率取决于机械/散热安排。
因此电子控制电路必须能够处理触发点设置和增益设置。
另外需要记住的很重要一点是，事实上LED需要能够应付三个潜在的散热源：自发热、环境温度和LED电子控制。
如果LED照明采用的是远程电子控制，那么这将不是一个问题，不过EMC可能是一个问题。
如果我们再去翻教科书的话，我们会发现控制LED的第一个和最明显的方法是通过一个电阻。
虽然这是一个低成本的方法，但它不可避免地会导致功率损耗，而这否定或削弱了LED的关键效率属性。
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路灯的散热结构设计和参数优化(精)
大功率LED路灯的散热结构设计和参数优化摘要：为了达到对大功率LED路灯产品既降低制造成本(散热器质量)又加快散热的目的，优化了LED路灯散热器结构。
在对原有结构参数化建模及热分析的基础上，采用正交试验分析了散热器中平板厚度、翅片厚度、翅片间距、翅片高度4因素对产品质量与散热效果的影响，并研究了同一结构下热传导与热对流两种方式对散热的影响，最终得出了一个较为理想的优化结果。
数据结果表明，改进后的散热器最高温度较原始模型下降了11℃以上，同时，质量摘要：为了达到对大功率LED路灯产品既降低制造成本(散热器质量)又加快散热的目的，优化了LED路灯散热器结构。
在对原有结构参数化建模及热分析的基础上，采用正交试验分析了散热器中平板厚度、翅片厚度、翅片间距、翅片高度4因素对产品质量与散热效果的影响，并研究了同一结构下热传导与热对流两种方式对散热的影响，最终得出了一个较为理想的优化结果。
数据结果表明，改进后的散热器最高温度较原始模型下降了11℃以上，同时，质量降低了约15．3％。
关键词：大功率LED路灯；热分析；散热结构；ANSYS目前，LED照明产品正在逐渐取代传统的照明灯具成为主流照明产品。
对于高功率的LED路灯而言，光效是灯具设计师关注的重点，然而，LED模组的低结温是实现长寿命和高光效的至关因素。
现实中，有很多关于路灯早期失效的报道，称之为死灯，这对公共照明来说是一个极大的制约。
因此，如何降低大功率LED产品的结温是研究热点问题之一。
众所周知，LED光电转换效率制约在15％～20％，其余的电能几乎全部转换成热能，因此在LED产品工作时，将会产生大量的热量。
当多个LED密集排列组成路灯时，热量的聚集效应更为严重。
若不将此热量尽快散出，随之而来的热效应将非常明显。
这将会引起芯片内部热量聚集，导致发光波长漂移、出光效率下降、荧光粉加速老化以及使用寿命缩短等一系列问题。
本文利用有限元分析软件ANSYS对LED路灯进行了热分析，对其散热结构进行了设计与优化，达到了降低制造成本又加快散热的效果。
大功率LED路灯散热模拟与优化
娄 ： ！
响 的 个因 如热 数目 铜热 尺 粘 散 ， 煞 耋 翌
莓 沉
３ ， 。 。 。 ２ ０ ３ ． ０ 。
８ ０ ４ ２ １ ８
３＿ ６ ８ ７
３ 。
结层的厚度及环境温度等， 进行了详细分析 ， 根据 铝散热 １０ ８ ２ ２ ５ ２２ ０ ４ 片 图 １ 大 功 率 Ｌ Ｄ路 灯 示 意 图（／ 分 ） Ｅ １ ３部 分析结果对昕没计的模型进行了优化， 在经济和效 果之间达到了较好的平衡 ，获得 了较好的优化效 内放出的热量、 密度、 Ｐ ｃ比热容、 热率 ， Ｐ 特 、 果。 Ｃ 及 均可以 是变量； ２大功率 Ｌ Ｄ器件建模 Ｅ ②第二类边界条件 ２ 物理模型 １ ｑ ＝常数 本文 所建 立数值模型为 实际 模型的 １ ， ／ 结构 ３ 示 意图如 １ 所示 。 式中： 为热流密度； ， 由于灯罩部分基本不参与传热 ，所以在热分 ③ 第三类 边 条件 析 中去掉不考 虑。由图 １ 可知 ， 芯片 和铜 热沉 之间 ｗ 一 用银胶 填充 ，铜热沉 和铝散热 片之间 由热管连接 ， 。 （） 。 、， Ｊ ３ 热管的 蒸发端接铜热沉， 冷凝端接铝散热片。为了 式 中： ｈ对流换热系数 、 为散热器表面温 ｆ ｂ 图 ２ 散 热模 型 的 网格 划分 减小热管与铜热沉及铝散热片之间的接触热阻， 连 度、 为环境温度 、 ｎ散热器表面的法线方向、 接问隙用银胶填充。 Ａ为导热率； 本文中的徼 中采用了散热陛能较好的 ④对流换 热量 重力热管结构。由于热管依靠工作液体的汽 、 液相 散热结 构的对流换 热量 由以下公 ’ 算 变传热， 热阻很小， 因此具有很高的导热能力 ， 因而 ｗ＝ ｈ （ ） ａｔ ．一 热 管具有优 良的等温 陛。基 于热管 的等温 ｌ特 ， 生 在建立数值馍型时对其ｉ 了简化， 亍 把热管简化为 式中， ｈ对流换热系数、 ｆ为散热器表面温 个等温的物体。由于这个简化， 对于热管所连接 度 、 为 环境 温度 、Ａ为铝散 热 片总 的散 热 面积 、 鳖 ： ｆ ； ： ： ： ： 拣 散热结构的上下两个部分分别建立了数值模型 ， 在 Ｗ为散 热量 。 ３ 模 型 温 度 场 分 布 求解计算时， 热管与其他物体接触的面没定为等温 ３Ｌ Ｄ稳态温度场分析 Ｅ 面。 为了保证器件的寿命， 一般要求 Ｌ Ｄ芯片结 其利用率。 Ｅ 本文中， 由于散 热结 构 的特点 ， Ｇ ｍｂｔ 在 ａ ｉ软 温在 １０Ｃ以下 ， ２￣ 相关研究表明， 随着 Ｐ Ｎ结的升 ４优化分析 件中建立 的模 型为实 际结构的 ｌ 睁 对各部分采 用 温 ， ／。 ３ ４１环境温度因素分析 ． 白光 Ｌ Ｄ器件 的发 光波长将 发生红移 。 计资 Ｅ 统 Ｈ ｘＷｅｇ、 ｏ ｅ方式划分网格如图 ２所示 ， ｅ／ ｄｅｃ ｐｒ ｏ 各 料表明 ： １０Ｃ 在 ０ ￣的温度下 ， 可以红移 ４ ９ ｍ， 波长 －ｎ 当环境温度变化时，散热结构的最大散热功 部分 的网 格 数 目为 ， 片 ２５ 银胶 ２ ５ 铜热 沉 从而导致荧光粉吸收率下降，总的发光强度会减 率也会变化， ４ 芯 ２， ２， 图 给出了这种变化的关系。由图 ４ ５４， ４ ０铝散热片 ９ ８ ０ ３ ４ 。模型中各部分的物理尺寸 少 ， 白光色度变差。在室温附近 温度每升高 ＩＣ， 可知 当环 境温 度为 Ｏ ￣ ℃时 ． 热结 构的散 热功率 为 散 如表 １ 。对于热管与铜热沉之间的银胶填充物 ， 在 Ｌ Ｄ的发光强 度会相应地 减少 １ 右。为 了保 证 １６ 而当环境温度变为 ３ ％时， ４ Ｗ， ０ 此时散热结构 Ｅ ％左 模 型 中为 内半 径 为 ４ ｍ厚 度 为 ０ ２ ａ ｒ ． ｍｍ 的 圆柱 Ｌ Ｄ芯片的寿命和使用性能，在此文中取热管工 的散热功率为 ８ Ｗ， ０ Ｅ ４ 也能够满足大功率 Ｌ Ｄ路灯 Ｅ 体， 其网格数目为 ５ ０ ６ 。热管与铝散热片之间的银 作温度为 ７ ℃， 环境温度的改变对散热结构的散 Ｏ 设环境空气温度为 ３℃， ０ 此时利用 散热要求。可见， 胶填充物，在模型中分别为内半径为 ４ ｍ厚度为 Ｆｕｎ 求解器对所建立的模型进行求解 ， ａ ｒ ｌｅｔ 计算采用 热功率的影响非常大， 所以在确定散热结构的散热 ０ ２ ｍ 的半圆柱体 ， ．ｍ ０ 其网格数 目为 ２ ０ ８。 二阶收敛方式。得到了模型的稳态温度场 ， 如图 ３ 功率时应充分考虑大功率 Ｌ Ｄ路灯的实际工作环 Ｅ 模型中， 散热片壁面为自然对流换热 ， 芯片模 所示。 图 ３ 由 可知 ， 模型中， Ｄ Ｌ 芯片的最高温度为 境温度的影响。 Ｅ 型的发光 面为定热流壁 面 ， 其他封 闭在灯 罩中 的壁 ７ ． ２ ℃，此时所建立散热模型的散热功率为 ８Ｗ， ６ ４ ４ 热管数 目因素分析 ２ 面为绝热面。 铝散热片与空气的对流换热可应用大 大于发热功率 ５ Ｗ， 图５ 给出了在环境空气温度为 ３ ℃、 ０ 采用不 ０ 可以满足散热要求。 空间的自然对流处理∞ 根据计算结果 ， ， 取保守数 铜材料是热的良导体 ，模型中铜热沉的厚度 同热管数 目时， 散热结构的最大散热功率。由图可 值， 自然对流 换热系数取 ７ ｗ ｍ・ ）模 型中各个 为 １ｍｍ， ５ 。 Ｋ 热管的数目的增多 ， 可以使散热结构在环 ８ 靠近芯片的下半部分， 温度梯度很大； 而 以得出， 封装材料的导热系数 见表 １ 。 远离芯片的上半部分温度梯度很小， 几乎是等温分 境温度一定的晴况下 ， 散热功率增大。 采用 ｌ Ｏ根热 ２ 数 ． ２ 根热管时， 所建立的散热数值模型结构可 布，表明此部分铜热沉在散热结构中作用很小， 需 管相比４ 计算过程所涉及的控制方程 口 下。 １ 要对铜热沉的尺 寸进行优化。 导热银胶厚 ０ ２ ｍ 以增加约 １Ｗ 的散热功率，而对于整个大功率 ．ｍ ， ０ （ 量方程 １ 因其 导热 系数 比较 小 ， 温度梯度 比较 大 ， 其 是影 响 Ｌ Ｄ路灯散 热结构增加 ３ Ｗ 的散热功率 。图 ６ Ｅ ３ 给 ｏ ｔ ｏ ｏ ） （ ｔ ０ ｔ ＋ ｏ Ａｏ ） Ｏ） ｔ＋ 热管数目 ， 时 芯片的最高温度。由 图 模型热阻的重要因素 ， 需对其进行着重分析。铝散 出了采用不同 ＋ （ （ Ａ Ａ 热片尺寸较大， 由于热源（ 此时为热管得冷凝端 ） 相 ６可知 ， 热管数 目的增多， 对芯片的温度分布影响 Ｏ Ｏ ＇ Ｔ Ｘ ｏ ｙ ｏ ｙ ｏｚ （） １ 对集中在其 几何 中心 ，几何 中心温 度梯度 较大 ， 而 不大。因此应根据大功率 Ｌ Ｄ路灯的散热需要而 Ｅ 式中： 表示单位体积的导热体在单位时间 两端温度梯度很小 ， 应考虑热源分布的影响 ， 提高 确定热管数目。
LED灯具开关电源散热仿真及优化设计分析
LED灯具开关电源散热仿真及优化设计分析摘要：LED灯具驱动电源是保证LED正常工作的必备组件，而温度是影响开关电源电路可靠性的关键因素之一。
基于此，本文从LED灯具开关电源散热仿真及优化设计展开分析。
关键词：LED灯具；开关电源；散热1、LED驱动电源散热建模电源发热量计算方法，由灯具输入总功率P灯减去LED输入功率PLED求得电源消耗总功率P电源，即P电源=P灯－PLED驱动电源为LED灯具提供电源输出，但因其本身也为一个功耗器件，所以驱动电源也存在热量及热传递现象。
电源功率器件的损耗主要包括开关损耗、导通损耗和栅极驱动损耗，如变压器的铁心损耗和线圈损耗、驱动IC芯片导通损耗、开关MOS管的开关损耗等。
本文中将以40WLED玉米灯驱动电源作为研究对象，如图1（左）所示，设定该电源主要元器件的发热功耗，如图2（左）所示。
由于40WLED玉米灯电源发热量较大，在自然散热情况下很难达到安规或UL等认证要求，需要通过相应散热设计来降低电源元器件温度，特别是电解电容、变压器、驱动芯片IC、MOS管等产生热量的主要元器件。
通过图3数据分析可以看出，无论何种孔径散热改进效果均不明显。
这主要是因为任何发热物体表面存在1~2㎜稳态层流层，因此2㎜以下的孔径是无法起到明显增加电源腔自然热对流的目的，但是带风扇的强制对流就另当别论。
2.2电源灌胶对电源腔采用灌胶的方式进行优化散热，电源灌胶优化方案主要不足问题在于灌胶生产成本和生产工艺难度的增加，以及灌胶后LED灯具整体质量的增加对LED灯具是否符合安规要求的影响等，需要仔细评估才能确定是否采取此方案。
通过灌胶可以提高开关电源整体导热散热能力，不仅能很好降低电源腔工作温度，还能通过缩小各元器件的温度差异实现整体电源温度均衡化，对于改善开关电源工作环境及提高电源寿命和可靠性具有非常大的帮助作用。
结束语本文在准确建立LED灯具驱动开关电源三维数学模型基础上，针对开关驱动电源体积小、热量集中、工作环境温度高的情况，利用散热仿真建模的方法分析电源腔阵列开孔及电源腔灌胶这两种优化方法的改善效果。
LED灯具的热分析与散热设计
LED灯具的热分析与散热设计LED的主要失效形式之一是热失效，随着温度的增加不但LED的失效率大大增加而且LED光衰加剧、寿命缩短，因此热设计是LED灯具结构设计中不可忽略的一个环节。
大功率LED灯具的外壳防护等级一般都在IP65以上，热量不能通过空气对流的方式发散到灯具外部。
所以是否有良好的导热途径将LED的热量传到灯具外壳；选择合适的导热材料等灯具散热方面的设计直接决定了产品的成功与否。
1．LED灯具的热阻计算方法对灯具结构进行热分析是设计灯具时必须完成的一项工作。
由于灯具是在开启后逐渐升温最后达到热稳定状态，也就是说热稳定状态时各点的温度最高，所以散热计算一般只考虑稳态的情况，瞬态的热分布情况并不重要。
因此应在灯具处于热稳定状态时计算灯具散热的情况。
LED灯具热分析公式：Tjmax ≥ Ta +( Rth b-a×Ptotal) +( Rth j-sp×Pled)Tjmax —— LED理论结点温度Ta ——使用环境温度Rthb-a ——灯具散热部件总热阻Ptotal —— LED总功率Pled ——单颗LED功率Rth j-sp ——单颗LED的热阻考虑到灯具使用环境温度Ta（-20℃—45℃）受外部条件限制一般是不可控的，另外为满足照明效果LED 灯具总功率Ptotal、单颗LED功率Pled在设计前应已经确定不可更改，最后单颗LED的热阻目前一般为8℃/W。
依照LED灯具热分析公式，只有依靠减少灯具散热部件热阻的方法达到散热效果。
下面以一个有16颗LED（1W 、CREE XR-E系列）的灯具为实例进行计算Tjmax=150℃Ta=45℃Ptotal = 1.155W×16=18.48WPled =0.35A×3.3V=1.155WRth j-sp=8℃/WRth b-a ≤(Tjmax —Ta - Rth j-sp×Pled)/ PtotalRth b-a ≤(150℃—45℃ - 8℃/W×1.155 W)/ 18.48 WRth b-a ≤5.182℃/W由以上计算可以得出：散热部件热阻Rth b-a ≤5.182℃/W时灯具才可以在45℃的外部环境中使用。
大功率LED灯具散热器的优化设计研究
大功率LED灯具散热器的优化设计研究摘要：作为现代社会普遍使用的LED照明设备来说，其散热性能的好坏直接关系到LED照明设备的使用寿命的长短。
传统在LED照明设备的散热保障上采取的措施比较落后，并不能有效进行LED照明设备的散热保护，因此针对LED照明设备的散热问题，本文将提出LED照明设备散热器的优化设计方案，这种设计方案有着扎实的实验数据基础，已经在测试中展现出优于市场上现有的散热器的功能。
随着社会主义经济的蓬勃发展，人们对于大功率LED灯具散热器的优化设计提出了越来越多的要求，这就需要我们相关的管理人员以及职业工作人员在日常实际工作之中不断地提升自身的综合素养以及职业技能，真正意义上的做好大功率LED灯具散热器的优化设计等工作。
本文主要分析了大功率LED灯具散热器的优化设计，希望能够提出一定的建设性意见。
关键词：LED；照明设备；散热；优化设计一、LED照明设备的概念及其散热问题LED照明设备是近年间被研发出来并普及使用，应用领域涵盖多个行业的新型光源。
其特点是单位照明强度下，LED照明设备与普通的白炽灯等照明设备相比，更加节能环保。
LED照明设备的飞速发展，有效改善了传统照明设备的缺陷和不足，但其发展还不是十分完善，存在着一些不足之处，这些问题阻碍了LED照明设备的进一步发展。
其中LED照明设备的散热问题一直是研究人员关注的焦点之一。
虽然相较于传统照明设备来说，LED照明设备的发热情况有着大幅度的改善，但是LED照明设备在照明过程中并不是完全不产热的，大功率的LED照明设备运行过程中电能的有效利用率只有15%，其余均转化成热能。
因此如果LED照明设备的散热功能不足将导致LED照明设备光输出量减少，有效使用寿命减少等问题。
因此有效改善和解决LED照明设备的散热问题成为大功率 LED 灯具产业化、规模化的关键所在。
当前的主流研究主要针对LED照明设备的芯片技术、外延层的封装、以及外延层至基板的优化上。
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照明灯具散热器结构优化设计
LED照明灯具散热器结构优化设计摘要：随着LED照明灯具的普及，尤其是大功率LED照明灯的使用，散热性能的好坏成为了影响其稳定性及使用寿命的一大关键因素。
本文就LED照明灯具的散热问题进行了简要阐述，并对散热性能的影响因素进行了试验分析，最后对散热器结构的优化设计提出了一些建议，希望能为实际生产提供一定参考。
关键词：LED照明灯具；散热结构；优化设计1 LED照明灯具的散热问题LED发光的原理是大量活跃电子的运动将动能转化为光能，而在这一过程中很大一部分能量转变成热能，导致灯具内部温度上升。
LED灯内部温度对其亮度存在直接影响，温度越高，亮度越低，且温度高低直接影响灯具寿命，相关研究表明温度越高，寿命越短，美国Cree公司发布的一项实验表明，当灯具温度105?C时，寿命仅10000h，而温度65?C时，寿命可延长至90000h，因此如何有效散热成为当前研究的一大热点。
通常而言，灯具内部热量是通过热传导传递的，因此散热过程需要耗费较长时间。
长期处于工作状态的LED照明灯具，尤其是大功率灯具，会产生大量热量，在高温条件下，会对其电极引线、芯片等产生不利影响，进而影响灯具等使用寿命，因此，解决灯具散热问题的关键是尽快将热量传递出去，需要有效提高散热性能。
2 LED照明灯具散热性能的影响因素2.1 散热基板的影响图1和图2分别为有散热基板和无散热基板的散热器，在安装同样的PCB铝基板和芯片后在三种不同功率下进行模拟试验，得到的结果如表1。
该实验结果表明，有基板的散热器具有更好的散热性能，并且在功率大的时候具有更好的效果。
2.2散热器翅片的影响散热器翅片对散热器同样影响很大，影响散热效果的具体因素是散热有效面积的大小。
散热器翅片的长度、高度、厚度、以及翅片数目等能够影响总体散热有效面积，进而影响整体的散热性能。
以100W的LED路灯作为试验对象，散热外壳选择金属铝，研究上述参数对散热效果的影响。
采用宽度3mm，长度为15cm，翅片数为20的散热器翅片，在其余条件一致的情况下研究不同翅片高度与温度的关系，试验结果如图3所示，表明散热效果随着翅片高度的增加而有所提升，且翅片高度在0-30mm区间内的提升效果最明显，之后的散热效果提升不明显，说明翅片高度需要保持合理范围。
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。
LED照明设计的散热问题与热模拟解析
LED照明设计的散热问题与热模拟解析在这里，我们将重点讨论散热问题，以及热模拟如何帮助开发团队开发出可靠的、符合外形尺寸和性能的产品（图1）。
对于给定的环境，灯具的设计如何有效地消散内部产生的热量与温度直接相关。
1 设计挑战用于LED驱动 2 适配驱动电路如何将所有这些东西都放在可用的空间中，同时确保成品内部和外部关键点的温度保持在可接受的范围内。
这时候，热模拟就能起到作用，特别是在整个设计过程中。
图2示出了在热模拟下有良好散热的芯片模块范例。
3 热模拟的好处热模拟让迭代设计更快，可以尝试多种散热管理的选择，并最终缩短产品上市时间。
3 在开发过程中模拟 5 输入数据影响结果 6 热模拟的准确性Optimal Thermal Solutions BV的热设计专家Norbert Engelberts使用热模拟工具，开展了一系列LED的照明项目。
第一个是为欧洲市场设计一款LED灯替代60W白炽E27型A型灯。
设计目标是用对流冷却实现尽可能低的散热片温度，从而最大限度地延长灯泡的使用寿命。
随着温度的升高，运行寿命降低。
使用热建模来优化散热器设计，并且在评估最终产品时，发现模拟精确到测量温度的5％以内。
设计筒灯时也出现了同样的精度。
设计目标是确定可以使用的最小的散热片，同时确保LED结温保持在100°C的极限内。
测量温度和模拟温度之间的总体差异仅为4.6％。
Engelberts在路灯的开发中也使用了热模型。
这里面临的挑战是确保IP66密封外壳内的有效热管理，其尺寸和形状取决于要被替换的传统灯泡的尺寸和形状。
灯的重量是一个关键问题，所以散热器需要保持在最小的尺寸，而又不会影响产品的使用寿命。
从最初的设计到最后的设计，灯内各点的平均温度降低了19％，有些点降低了35％。
最终产品仅比传统灯具重13％，但更可靠、更节能。
编译| James。
LED照明灯自然对流散热之优化与强化
LED照明灯自然对流散热之优化与强化本文简述了LED灯散热行业内问题，针对散热片中的自然对流传热进行详细的阐述，总结出最大散热量以及相对应的最佳散热片结构(尺寸)的结论,提出优化设计理念，并认为太阳花式散热片结构最合理，采用对流罩，利用烟囱效应，强化提高散热量。
通过实验比较分析,本文优化计算设计的散热片，散热性能得到显著的提高，每瓦散热用铝不到4克，造价不到现产品的十分之一。
总之，LED灯散热将不再是问题。
一、引论散热问题被认为是LED照明灯中的一大技术难题，是LED灯光衰的根源.散热成本也占了LED灯成本相当部分，散热成了LED照明灯普及发展道路上的拦路虎。
散热属于传热中的一部分。
人类对传热的研究已有上百年的历史，上世纪60～70年代是人们对传热研究的顶峰时期,其主要动力是人类开发航空航天的需求。
那时候传热技术领域聚集了许多优秀人才，有不少传热研究人员成为知名人士,之后人们对传热研究热情逐渐减小，目前传热学及技术的专业人员非常少。
传热学及技术现已非常成熟，就像成熟的果子掉到地上被树叶遮盖，很难被人们看见,以致当电子行业，主要是计算机中的CPU发热量突然大增时，人们没有去拨开地面上的树叶，捡起那些熟透的果子,将人类成熟的传热知识应用到电子行业内，而是另起炉灶，创造出不少新名词:“主动散热”、“被动散热"、“热沉”等听起来不知是什么意思，英文“Sink”在传热学及技术中也是非常罕见的名词。
针对LED灯散热,当前业内缺乏对整个传热流程中的每个传热过程清晰的研究结果。
从LED结点到空气与散热片表面的对流(自然)传热，每个过程中的传热温差（即热阻)所占比例，哪个过程的温差最大,以及影响每个传热过程的因素。
如何降低其热阻的技术方向更重要，尤其是热阻最大的传热过程。
使有了这些研究结果，还必须被结构工程师熟知，因为传热最终要通过结构来实现。
从传热学和技术来谈，LED散热并不复杂,只涉及到传热学中非常小的部分？导热传热和对流传热(主要是空气自然对流传热），其中导热传热可利用现成的传热计算机软件，得到非常准确的解，比如分析LED封装芯片内的温度分布（传热过程）；分析从LED芯片到散热肋片的内部温度分布。
LED灯具的散热与设计探究
LED灯具的散热与设计探究随着LED技术的发展，LED灯具在照明领域的应用越来越广泛。
然而，由于LED芯片的高能效特点，其在工作过程中会产生大量的热量，而这些热量如果不能及时有效地散发出去，会导致LED灯具的寿命缩短，甚至引发灯具故障。
因此，对于LED灯具的散热问题的研究与设计显得尤为重要。
首先，我们来分析LED灯具散热的原因。
LED灯具长时间工作会产生大量的热量，主要有两个原因，一是LED芯片工作时的电能转换为光能的效率有限，会有一部分电能转换为热能；二是LED灯具内部的电源也会产生一定的热量。
这些热量如果不能有效地散发出去，就会导致LED芯片的工作温度升高，从而影响LED的光电性能，减少光的输出，甚至使LED芯片烧坏。
针对这一问题，设计师在LED灯具散热方面采取了一系列有效措施。
首先，LED灯具的散热材料应该具有良好的导热性能。
目前常用的散热材料有铜、铝和陶瓷等，其中铝材是应用最为广泛的，因为它具有良好的导热性能、轻质、易加工且价格相对较低。
然后，在设计灯具时，应该合理布置LED芯片的数量和位置，以确保热量均匀分布。
此外，LED灯具的外形和结构也应考虑散热问题，例如采用散热片、散热盖板等结构设计。
其中，散热片是增大散热面积，加快热量传递的常用方式之一、最后，对于高功率LED灯具，还可以考虑采用风扇等主动散热方式来增加散热效果。
除了上述设计措施外，对于LED灯具的散热问题，还可以通过数值模拟和实验方法进行探究。
数值模拟可以通过计算流体力学（CFD）软件来模拟LED灯具内部的热流场和温度分布，进而评估不同散热设计的效果。
实验方法可以通过热像仪、温度测试仪等设备来测量LED灯具的表面温度和内部温度，并与理论模拟结果进行比较，以验证设计的有效性。
总之，针对LED灯具的散热问题，设计师可以采取一系列有效的措施进行应对，如合理选择散热材料、布置LED芯片、优化结构设计等。
此外，数值模拟和实验方法也可以用来评估和验证设计效果。
浅谈LED灯具散热设计
浅谈LED灯具散热设计摘要：随着全球对发展低碳经济取得共识，LED照明产业凭借其在节能降耗领域的性能优势将迎来宝贵的快速发展机遇。
在当前低碳经济形势下，LED照明产业市场不断升温，竞争日益激烈。
因此，下文主要针对LED灯具散热设计进行了科学合理的分析，提出几点节能环保的设计建议，并结合当前的实际工作状况与LED灯具建设方法，进行科学分析。
关键词：LED灯具；散热系统；设计措施LED是个光电器件，其工作过程只有10%~40%转换成光能，其余电能几乎都转换成热能，使LED温度升高，若不加散热措施LED灯芯温度会急速上升，从而大大降低LED寿命。
所以LED灯具散热是十分重要的。
随着工业设计的发展，灯具外观的要求越来越高。
大部分设计都把外壳和散热器设计成一个整体，这就对散热的设计要求越来越高。
LED灯具散热结构主要有以下部分：1.LED灯珠发热主要从两个方面考虑，第一，芯片本身光效转换的效率(量子效率)；第二，灯珠封装主要考虑到封装材料，封装结构和封装工艺。
这些都是上游产业决定，普通企业一般不好控制，在这里不做过多的讨论。
2.灯珠基板，现阶段基板材料主要有铝和陶瓷，铝基板是一种具有良好散热功能金属覆铜板，一般单面板由三层结构所组成，分别是电路层（铜箔）、绝缘层和金属基层。
用于高端使用的也有设计为双面板，结构为电路层、绝缘层、铝基、绝缘层、电路层。
极少数应用为多层板，可以由普通的多层板与绝缘层、铝基贴合而成。
铝基板导热系数在1.0-2.0 W/(m·K)之间。
铝基板导热系数主要与绝缘层有关。
陶瓷基板是以陶瓷作为基本材料，陶瓷本身绝缘性能非常好，所以不需要绝缘层，目前市面上陶瓷基板主要是氮化铝陶瓷和氧化铝陶瓷两种，氧化铝陶瓷的热导率差不多在15~31 W/(m·K)，氮化铝差不多在135~175 W/(m·K)。
基板的外形要求高，成本控制严格的话可以使用铝基板。
对散热要求高应考虑使用陶瓷基板。
LED路灯照明系统散热设计及模拟仿真毕业设计
目录1.绪论 (1)1。
1绿色光源LED的现状 (1)1。
2论文主要研究的内容 (3)2.国家“十城万盏”LED半导体照明工程实施进展情况 (4)3.光的照明基础知识 (6)3。
1光度学基础知识 (6)3。
1。
1光的基本概念和理论 (6)3.1.2光的传播特性 (7)3。
1.3光的基本度量 (9)3。
2色度学基础知识 (11)3。
2.1颜色 (11)3。
2.2与颜色有关的照明参量 (14)4. LED在各个领域中的应用 (15)4.1 LED汽车照明 (15)4。
2 LED道理隧道照明 (17)4.3 LED在其它方面的应用 (20)5. LED的发光原理及主要参数、特性 (21)5.1 LED的发光原理及结构 (21)5。
2 LED主要参数及特性 (24)5。
2.1 LED的电学特性 (24)5.2。
2 LED的光学特性 (25)5.2。
3 LED的热学特性 (25)6.大功率LED灯散热设计 (26)6。
1 LED散热的必要性 (27)6。
2 LED的散热技术 (27)7. LED路灯设计 (28)7.1《城市道路照明设计标准》 (29)7.2设计目标为校园路灯 (30)7.3计算所需要LED的个数 (30)7。
4路灯灯头设计 (32)7。
5 LED路灯的散热 (33)8. LED路灯散热设计（软件仿真） (34)8。
1 IcePak软件介绍 (34)8.2用Icepak进行热仿真及分析 (34)8.2。
1建模 (34)8。
2。
1对模型进行热分析 (35)9.校园LED路灯应用 (41)结论 (43)致谢 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献 . (44)1。
绪论1。
1 绿色光源LED的现状当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题,在照明领域,LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。
浅析LED灯具的散热设计
浅析LED灯具的散热设计摘要：随着时代的进步，目前对于灯具的选择出现了多种形式，其中LED灯具是今年来比较火热的一种灯具形式，LED灯具的内部散热性能直接影响着LED灯具的正常工作温度，LED灯具的工作温度从客观角度显示了其自身的发光状况和剩余的使用周期。
因此，LED灯的散热设计在LED灯特别是大功率LED灯的设计中尤为重要。
在LED灯的散热设计中，必须严格控制从LED芯片封装的第一、二散热手到LED灯采用的散热设计方案的各个环节，研究分析各个设计环节。
材料的选择和设计。
这不仅是LED照明厂商提高产品竞争力的有效途径，也是在激烈竞争的市场中脱颖而出的有效途径。
同时，提高人民生活质量，为我国的环境保护"添砖加瓦"。
本文主要就LED灯具有关散热问题进行分析，并对现有的LED灯具的散热进行技术分析。
关键词：LED灯具设计；散热问题；方法LED是发光二极管的英文简称，LED技术最早起源与上个世纪六十年年代初，最初是一种单色光源。
经过了长达50年的技术发展，目前的LED技术已经十分成熟了，相关的LED产品种类也更加完善，在我们的日常生活中随处可以见到LED相关的产品。
比如说LED灯具，其具有使用周期长、发光相关好、节能环保和不易损坏的优势。
LED技术可以作为未来的新能源研究方向，目前世界上许多国家都在继续研究、改进和推广LED灯。
所以它在我们的生活中被广泛使用。
现有的大部分电器设备都有散热性差等特征，电器工作时会发热。
如果这些热量不能有效排出，堆积的所有热量会提升电器设备的内部温度，当电器内部的温度上升到一个界定值的时候就会烧毁电器设备。
1 LED照明灯具优势节能、安全性高、LED照明整体光效高，且在反射、灯具损耗低的情况下，采用数字调光系统，将使节能效果更加明显。
目前，与传统的高压钠灯相比，LED照明节能60%。
使用LED照明和太阳能系统将发挥更大的能源效率。
维护成本低，不需要经常更换LED灯。
照明用大功率LED阵列散热设计与仿真分析-北京航空航天大学大学毕业设计
单位代码10006学号34140113分类号N94密级毕业设计照明用大功率LED阵列散热设计与仿真分析院（系）名称工程系统工程系专业名称飞行器设计（可靠性）学生姓名王传亮指导教师高成2008年6月北京航空航天大学本科生毕业设计（论文）任务书Ⅰ、毕业设计（论文）题目：照明用大功率LED阵列散热设计与仿真分析Ⅱ、毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求：原始资料包括：ICEPAK4.1使用说明；LED照明阵列。
设计技术要求：在研究大功率LED封装的热特性的基础上，设计LED照明阵列的散热器，对LED照明阵列建立等效热阻网络模型，软件仿真和试验验证来说明散热器能够满足LED照明阵列的散热要求。
Ⅲ、毕业设计（论文）工作内容：1）LED封装的热特性研究；2）建立LED照明灯具散热系统等效热阻网络模型；3）LED照明阵列的软件仿真分析；4）试验验证Ⅳ、主要参考资料：《传热学》.高等教育出版社.2004年5月.杨世铭，陶文铨编著．《电子制造技术基础》.机械工业出版社.2005年5月.吴懿平，丁汉编著．工程系统工程系学院（系）飞行器设计（可靠性）专业类341401 班学生王传亮毕业设计（论文）时间：2008 年 2 月18日至2008 年 6 月14 日答辩时间：2008 年 6 月18 日成绩：指导教师：兼职教师或答疑教师（并指出所负责部分）：系（教研室）主任（签字）：注：任务书应该附在已完成的毕业设计（论文）的首页。
学位论文的声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。
尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得北京航空航天大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。
若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。
作者：王传亮签字：时间：2008年6月照明用大功率LED阵列散热设计与仿真分析学生：王传亮指导教师：高成摘要白光LED灯具具有寿命长、耗电小、发光效率高等优点，是被寄予厚望的半导体光源，在光效、寿命以及环保等方面具有以往光源所无法比拟的优势。
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。
LED灯主动散热系统的设计与实验验证
LED灯主动散热系统的设计与实验验证摘要：解决大功率LED灯具高效LED灯散热问题。
以主动LED灯散热为冷却介质，设计出主动LED灯散热喷射散热器，通过COMSOL软件研究主动LED灯散热喷射对功率为300 W LED灯的LED灯散热特性。
仿真试验结果表明，增大主动LED灯散热流量能明显改善传热效果，流量由7.85 mL/s增至23.55 mL/s，LED灯散热器相同位置处干冰固相分数由0.04增至0.34。
增大主动LED灯散热流速可显著降低基板表面温度，流速由0.1m/s增至0.3 m/s，温度约降低26.4%，且随着流速增大，降温效果逐渐减弱。
与自然对流和水微喷射阵列冷却方式相比，以主动LED灯散热为冷却介质的基板表面温度分别降低44.71％和23.44％；与单相射流方式相比，温度降低24.1％。
主动LED灯散热喷射冷却效果明显提升，温度更加均匀。
关键词：LED灯；主动LED灯散热；系统设计；实验验证引言近年来，LED 光源因其节能环保、响应速度快、可靠性高、使用寿命长，且能够提高汽车耐久性和舒适性等优点，已逐步取代卤素灯、氙气灯等传统光源，成为车用照明领域的主要光源。
LED芯片的大部分能量会转换为热量，热量过高将会缩短LED的使用寿命甚至损坏芯片，因此必须采用合理的LED灯散热方式保证LED主动LED灯散热的正常工作。
对于低功率的LED主动LED灯散热，自然对流即可实现有效LED灯散热；而随着大功率LED主动LED灯散热的广泛使用，仅依靠传统的被动LED灯散热不能够满足LED灯散热需求，因此需要增加主动散热方式。
常见的主动LED灯散热方式包括热管、风冷及液冷LED灯散热，但热管LED灯散热的成本较高且导热能力有限，液冷LED灯散热成本高、结构复杂且可靠性差；相比于热管及液冷LED灯散热，风冷LED灯散热成本较低且可靠性更高，因此使用冷却主动LED灯散热进行强制对流LED灯散热是当前大功率LED主动LED灯散热首选的LED灯散热方式。
关LED灯具散热技术及分析
关LED灯具散热技术及分析摘要：LED灯具做为新型节能灯具在照明过程中只是将30—40%的电能转换成光，其余的全部变成了热能，因此LED散热成为其灯具发展面临的瓶颈，笔者通过分析阐述了LED灯具的散热技术，并进一步分析了散热技术的发展方向。
随着绿色节能观念的的发展，LED灯具做为新型节能灯具的典范，它以节能省电、高效率、反应时间快、寿命周期长、且不含汞，具有环保效益等优点，被广泛的应用到各类场所的照明，但是LED灯具也只是将30 40%的电能转换成光，其余的全部变成了热能，如此大量的热能的产生，如何散热成为LED灯具发展面临的课题。
1.LED灯具散热的难点与方式1.1 LED灯具散热的技术难点大家都知道LED是高能效光源，因此它在工作时会发热，但是相对于白炽灯工作时高达2500℃的工作温度，它的温度要低的多，同时LED灯具是基于半导体器件的，其工作时的环境温度在25℃～85℃之间，最高与最低的温差范围仅为60℃。
根据热动力学分析，热的传递方式是辐射、传导和对流，由于LED灯具工作时温度和体积的限制，辐射和对流都不能将LED灯具工作时产生的热能及时排出，所以LED灯具的散热方式是通过热传导来完成的。
1.2 LED灯具散热方式LED灯具由于其不同的封装技术，其散热方法也不尽相同，但总体来讲LED 灯具的散热方式主要有以下几种：（1）直接向周围空气中散热（2）LED晶粒热能直接由基板导出（3）LED晶粒通过电极经由金线将热能导出（4）若为共晶及覆晶接合方式，热能将经由通孔至系统电路板而导出目前国内的LED灯具大多为晶粒以打金线、共晶或覆晶方式固定在基板上而，构成一个LED晶片，然后再将晶片与电路板封装构成一个LED照明单元，最终通过散热架形成一个完整的LED灯具。
因此LED灯具的散热途径一般由LED晶粒传导到基板，再经基板传导至散热架，最后到大气环境。
所以LED照明灯具散热的技术集中在：热量从LED晶粒传导至基板和热量从散热架到大气环境这两个过程中。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
LED灯具开关电源散热仿真及优化设计分析
发表时间：2018-01-30T14:25:05.587Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第25期作者：林少杰[导读] 本文从LED灯具开关电源散热仿真及优化设计展开分析。
辉碧电子（东莞）有限公司广州分公司 510000
摘要：LED灯具驱动电源是保证LED正常工作的必备组件，而温度是影响开关电源电路可靠性的关键因素之一。
基于此，本文从LED灯具开关电源散热仿真及优化设计展开分析。
关键词：LED灯具；开关电源；散热
1、LED驱动电源散热建模
电源发热量计算方法，由灯具输入总功率P灯减去LED输入功率PLED求得电源消耗总功率P电源，即 P电源=P灯－PLED
驱动电源为LED灯具提供电源输出，但因其本身也为一个功耗器件，所以驱动电源也存在热量及热传递现象。
电源功率器件的损耗主要包括开关损耗、导通损耗和栅极驱动损耗，如变压器的铁心损耗和线圈损耗、驱动IC芯片导通损耗、开关MOS管的开关损耗等。
本文中将以40WLED玉米灯驱动电源作为研究对象，如图1（左）所示，设定该电源主要元器件的发热功耗，如图2（左）所示。
由于40WLED玉米灯电源发热量较大，在自然散热情况下很难达到安规或UL等认证要求，需要通过相应散热设计来降低电源元器件温度，特别是电解电容、变压器、驱动芯片IC、MOS管等产生热量的主要元器件。
通过图3数据分析可以看出，无论何种孔径散热改进效果均不明显。
这主要是因为任何发热物体表面存在1~2㎜稳态层流层，因此2㎜以下的孔径是无法起到明显增加电源腔自然热对流的目的，但是带风扇的强制对流就另当别论。
2.2电源灌胶
对电源腔采用灌胶的方式进行优化散热，电源灌胶优化方案主要不足问题在于灌胶生产成本和生产工艺难度的增加，以及灌胶后LED 灯具整体质量的增加对LED灯具是否符合安规要求的影响等，需要仔细评估才能确定是否采取此方案。
通过灌胶可以提高开关电源整体导热散热能力，不仅能很好降低电源腔工作温度，还能通过缩小各元器件的温度差异实现整体电源温度均衡化，对于改善开关电源工作环境及提高电源寿命和可靠性具有非常大的帮助作用。
结束语
本文在准确建立LED灯具驱动开关电源三维数学模型基础上，针对开关驱动电源体积小、热量集中、工作环境温度高的情况，利用散热仿真建模的方法分析电源腔阵列开孔及电源腔灌胶这两种优化方法的改善效果。
通过分析研究发现，受安规限制，电源腔开孔的实际散热优化效果并不明显；而电源腔灌胶由于改善内外热量传递效果，开关电源散热环境得到明显优化作用，但也受实际生产成本控制影响，需要根据产品实际开发需求来确定。
因此，完善LED灯具开关电源散热仿真及优化设计具有重要的实践指导意义。
参考文献
[1]陈杰.LED筒灯散热仿真及光源布局优化研究[J].照明工程报，2013.
[2]李晓红.LED灯具开关电源散热设计[J].华章，2013.
模块化使生产、维护成本降低，可靠性提高，小型轻量化适用于家居、办公、汽车驾驶室等场合。
（6）智能化
对大型室内场合需多个等离子体空气净化装置构成净化系统，存在对不同方位污染情况的检测及数据处理，及对相应位置等离子体发生单元的控制等问题。
用智能控制法将大势所趋，即使单机控制也是一个发展方向。
结束语：结合光催化、精滤、新材料及智能控制等内容的等离子体室内空气净化技术以其高效、无二次污染、低噪声和装置的轻薄短小化，不仅在居家、办公和娱乐场所和汽车、飞机等有限空间内的空气净化中前景无限，甚至在飞船和太空站等空气循环利用方面也展示其应用潜能。
参考文献
[1]吕品.室内空气质量控制中关键检测技术的研究[D].大连理工大学，2010.
[2]邱麦平.空气净化器结构及工作原理[J].现代家电，2014，08（14）：20-21.。