近年來(lái)隨著大功率高亮度LED芯片的研制成功及其發(fā)光效率的不斷提高,越來(lái)越多的大功率LED開始進(jìn)入照明領(lǐng)域。隨著LED芯片輸出功率的不斷提高,對(duì)大功率LED燈具散熱技術(shù)也提出了更高的要求。本文以LED高端特種照明應(yīng)用為導(dǎo)向,對(duì)大功率LED燈具進(jìn)行了熱仿真,使讀者可對(duì)LED燈具的熱場(chǎng)分布有直觀明確地了解。通過(guò)模擬仿真分析,縮短了分析計(jì)算時(shí)間,提高了優(yōu)化設(shè)計(jì)能力,使產(chǎn)品能夠快速地進(jìn)入市場(chǎng)。

　　1　引言

　　隨著溫度升高,LED的失效率會(huì)大大增加,而且光衰會(huì)加劇、壽命也會(huì)縮短,因此熱設(shè)計(jì)是LED燈具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不可忽略的一個(gè)環(huán)節(jié)。大功率LED燈具設(shè)計(jì)除了要成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能之外,還必須充分考慮產(chǎn)品的穩(wěn)定性、工作壽命和環(huán)境適應(yīng)能力等,而這些都和溫度有著直接或間接的關(guān)系。數(shù)據(jù)顯示,45%的電子產(chǎn)品損壞是由溫度過(guò)高引起的,可見散熱設(shè)計(jì)的重要性。

　　現(xiàn)在市場(chǎng)上很多LED燈具產(chǎn)品給出的溫升指標(biāo)大部分都是基于燈具外殼的溫度相對(duì)于環(huán)境溫度的差異,用這種方法來(lái)衡量燈具散熱性能存在著一定的局限性。因?yàn)榕cLED 器件性能直接相關(guān)的是其PN結(jié)的結(jié)溫,我們關(guān)心的終指標(biāo)是結(jié)溫的高低,而不是燈具表面的溫度。不同燈具在LED 光源的選取、燈具材料的使用、生產(chǎn)工藝以及散熱設(shè)計(jì)等各方面都有很大不同,導(dǎo)致從LED的PN結(jié)到燈具外殼的熱阻都有很大的差異。

　　2　LED燈具結(jié)構(gòu)

　　需要進(jìn)行熱傳導(dǎo)分析的LED 燈具有2 類( 4種) ,分別為由單粒LED組合和由燈帶組合。由單粒LED組合的燈具有14粒和18粒2種,由LED燈帶組合的燈具有20W和30W 2種。以18粒LED燈具為例,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　18粒LED燈具結(jié)構(gòu)模型圖

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