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

1、LED具有高效、環(huán)保、長壽命、響應(yīng)速度快等優(yōu)點，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，嚴重影響其發(fā)光效率和使用壽命，因此對大功率LED路燈結(jié)溫進行準確測量，對其散熱結(jié)構(gòu)進行分析與優(yōu)化具有重要的意義。本研究對(一)80W大功率LED路燈進行了實驗及仿真優(yōu)化研究，主要研究內(nèi)容和結(jié)論有:
　　 基于正向電壓法，搭建了LED路燈結(jié)溫測試實

2、驗臺，測試得到LED路燈芯片的正向電壓與溫度的關(guān)系曲線，通過線性擬合得出: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，運用計算流體力學軟件Fluent，建立了LED路燈1/4結(jié)構(gòu)的傳熱數(shù)學模型，對其散熱系統(tǒng)的溫度分布進行了仿真研究，并將結(jié)溫仿真結(jié)果與實驗結(jié)果進行了比較，兩者平均誤差為4.45％?；诜抡娼Y(jié)果，對路燈散熱系統(tǒng)的熱阻進行了計算和分析，結(jié)果表明擴散熱阻和對流換熱熱阻對總熱阻影響較大。最后，

3、運用該仿真模型計算分析了不同散熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)對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:翅片個數(shù)8～12，翅片高度取170mm～190mm，翅片長度取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，利用正交試驗法對結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了仿真優(yōu)化分析，得出研究對象的散熱器的整體最優(yōu)參數(shù)組合為:翅片個數(shù)48個、翅片高度190mm、翅片長度50mm、翅片厚度1.5mm、散熱基