新時代發展越來越快相信很多小伙伴對家電知識這方面很朦朧吧，正好小編對家電方面頗有研究，現在就跟小伙伴們聊聊一篇關于集成式大功率LED路燈散熱器實現，相信很多小伙伴們都會感興趣，那么小編也收集到了有關集成式大功率LED路燈散熱器實現信息，希望小伙伴們看了有所幫助。

　　目前大功率的LED光源又分為兩種類型， 一種是陣列分布式大功率LED 光源， 它是將數個LED進行陣列分布布置， 如圖1 所示。另一種是集成式大功率LED 光源， 將數顆LED 集成封裝在一起， 如圖2所示。這兩種類型的LED 燈具因LED 芯片布置方式不同， 在配光曲線、占用空間以及散熱上面有所不同。相對來說， 集成式大功率LED 光源制成的燈具質量要輕， 在封裝材料方面用料要少， 配光方面與陣列分布式大功率LED 光源相比也可以達到路燈照明的要求， 是以后的路燈發展趨勢。但是因為散熱相比陣列式要難， 因此壽命縮短， 成為阻礙集成式大功率LED光源發展的關鍵難題。

　　圖1 陣列分布式大功率LED光源

　　圖2 集成式大功率LED光源

　　本文主要是利用ANSYS有限元軟件對集成大功率熱源LED 路燈散熱器進行結構優化設計。大功率LED燈具的使用溫度要求在75 以下， 因此本次優化的目的是在力求在LED 芯片結溫降到最低并小于75 的同時使散熱器的質量有所降低。

　　1 熱量傳遞理論與熱分析

　　1. 1 熱量傳遞基本理論

　　熱量傳遞主要有三種方法: 熱傳導、熱對流和熱輻射。在LED路燈的散熱系統里， 三種熱量傳遞方式均有， 但是以熱傳導和熱對流為主。熱傳導性強弱依賴于產品材料， 已有很多文章就此進行了研究， 而且經研究表明指出解決LED 散熱問題的關鍵不是尋找高熱導率的材料而是改變LED 的散熱結構或者散熱方式， 因此本文主要考慮因散熱器結構的不同而導致的散熱效果差別。

　　對流換熱的基本計算公式是牛頓冷卻公式， 把溫差記為△t， 并約定永遠為正值， 則牛頓冷卻公式為:

　　式中h 表面傳熱系數， 單位W / (m2 K )。

　　A 換熱面積， 單位m2。

　　由對流換熱速率方程式( 1)可見， 要想增加對流換熱量可以通過增加溫差， 增加表面傳熱系數以及增加換熱面積三種方法可以達到。對于自然對流換熱的LED路燈來說， 增加溫差和表面傳熱系數的方法不方便采用， 因此本文主要是通過增加換熱表面積。

　　采用翅片是一種有效的增加換熱表面的方法。它可以使熱流量沿著肋高度方向傳導的同時向周圍的環境以對流或對流加輻射的方法散發熱量。 散熱面積越大， 散熱效果越好， 但是并不成簡單的比例關系。

　　1. 2 散熱器模型建立

　　本文初步設計采用平直翅片散熱器如圖3所示。它的結構參數包括翅片厚度， 高度， 長度以及基板長度， 寬度和厚度， 利用ANSYS軟件對這六個參數進行分析， 進行散熱器的結構設計。

　　圖3 初選散熱器模型。

　　對與空氣中接觸的散熱器外表面均設為自然對流， 對流系數為7. 5W / ( m2· K )， 環境溫度設為40℃， 這樣就可以保證一般的情況下LED 路燈的工作溫度在75℃ 以下。由于燈罩的密封作用， 模型其他表面均定義為絕熱。光源的體積是60 mm&TImes; 60mm &TImes;8mm。LED 路燈功率為50W， 其中15%轉化為光能， 85% 轉化為熱能， 所以將( 1. 47 &TImes;106 )W m- 3的生熱率載荷施加于芯片實體上。散熱器材料采用ZL104鋁合金， 導熱率為147W /m ， 密度為2 650 kg /m3。在常規壓力與表面粗糙度的情況下， 取鋁鋁之間接觸熱阻為4. 55 &TImes;10-4m2· K /W 。