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《功率型LED陣列熱仿真及散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（工學(xué)碩士）功率型LED陣列熱仿真及散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化龔美二○一八年五月分類號：學(xué)校代號：11845UDC：密級：學(xué)號：2111501150廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（工學(xué)碩士）功率型LED陣列熱仿真及散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化龔美指導(dǎo)教師姓名、職稱：陳益民副教授專業(yè)或領(lǐng)域名稱：儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)生所屬學(xué)院：機電工程學(xué)院論文答辯日期：2018年5月ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster(MasterofEngineeri
2、ngScience)ThermalSimulationofPowerLEDArrayandOptimizationofHeatDissipationStructureCandidate:MeiGongSupervisor:AssociateProf.YiminChenMay2018ElectricalandMechanicalEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong,P.R.China,510006摘要摘要LED即發(fā)光二極管，是直接把電能轉(zhuǎn)換成光能的
3、半導(dǎo)體器件。LED器件作為一種綠色固態(tài)光源在照明市場占據(jù)著重要的地位。隨著人們對大功率LED燈具的需求增加，對LED燈的功率要求增加以及封裝技術(shù)要求提升。由于大量熱量的集中導(dǎo)致結(jié)溫快速升高，而結(jié)溫的升高帶來的是LED壽命的衰減和出光效率的降低。因此，設(shè)計出有效的散熱模型以及使用高導(dǎo)熱材料顯得格外重要。近年來，在LED燈具封裝結(jié)構(gòu)和熱界面材料選取方面有很多研究。石墨烯材料因在平面二維方向具有優(yōu)良的熱導(dǎo)率而一直備受關(guān)注。為了改善大功率LED散熱，充分發(fā)揮石墨烯材料在熱擴散方面的作用，將其與鋁散熱器基底表面相結(jié)合，試驗設(shè)計了單顆大功率L
4、ED模型和多顆陣列大功率LED模型。主要探索了兩個方面：(1)石墨烯的添加對LED散熱效果的影響；(2)不同石墨烯厚度和不同石墨烯形狀對LED散熱性能的影響；因為仿真中采用的石墨烯很薄，對網(wǎng)格劃分要求很嚴格，因此采用了主流散熱仿真優(yōu)化軟件ANSYSIcepak。試驗仿真結(jié)果表明：石墨烯對改善LED散熱效果明顯，總體可以使結(jié)溫下降15℃左右，達到消除熱點、降低結(jié)溫的效果；在納米厚度級別下，石墨烯厚度和形狀對改善LED散熱效果差異不大，在誤差范圍之內(nèi)，幾乎可以忽略。鋁散熱器在LED散熱領(lǐng)域中的應(yīng)用是最廣泛的，得益于其易加工成型、密度低
5、等優(yōu)點。本文為探索散熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)對LED散熱性能的影響，設(shè)計出最佳的散熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立了大功率LED路燈模型。試驗采用控制變量方法，使用具有自帶優(yōu)化設(shè)計功能的熱仿真軟件Flotherm。探索了鋁散熱器基底厚度、翅片高度、翅片厚度、翅片間距四個參數(shù)對LED路燈結(jié)溫、引腳溫度、燈條和散熱器最高溫度的影響，試驗仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)對LED散熱的影響程度按照翅片高度、翅片厚度、翅片間距、基底厚度依次遞減。通過對試驗仿真分析，初步找到了最佳的散熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)。關(guān)鍵詞：LED結(jié)溫；熱仿真；散熱器；石墨烯I廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTAnL
6、ED,alightemittingdiode,isasemiconductordevicethatdirectlyconvertselectricalenergyintolightenergy.LEDdevicesoccupyanimportantpositioninthelightingmarketasagreensolid-statelightsource.Aspeople'sdemandforhigh-powerLEDlampsincreases,powerrequirementsforLEDlampsincreaseand
7、packagingtechnologyrequirementsincrease.Becausealargeamountofheatconcentrationleadstoarapidriseinthejunctiontemperature,theincreaseinthejunctiontemperatureleadstotheattenuationoftheLEDlifetimeandthereductionofthelightextractionefficiency.Therefore,designinganeffective
8、heatdissipationmodelandusinghighthermalconductivitymaterialsareparticularlyimportant.Inrecentyears,therehavebeenmanystudieso
