《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置：首頁(yè) > 电源技术 > 设计应用 > COB-LED厂房灯翅片偏转角对散热性能影响研究
COB-LED厂房灯翅片偏转角对散热性能影响研究
2020年电子技术应用第5期
饶 刚，杨东恒，王 威
武汉科技大学 机械传动与制造工程湖北省重点实验室，湖北 武汉430081
摘要： 针对圆形LED光源的发热特点，初步设计直线式翅片散热器。利用ANSYS Icepak对其进行热仿真分析，发现散热器中心部位有温度集聚现象。为解决散热器中心的温度聚集，采用极坐标点拟合法建立翅片曲线，将直线式翅片散热器改进为曲线式翅片散热器。建立6种不同偏转角度的曲线式翅片模型并进行热仿真。研究发现当翅片偏转角为40°时晶元芯片温度最低，同时散热器均温效果最好，且散热器质量较轻。制造厂房灯样机并进行温度测试，发现仿真结果与实测结果温度误差小于4%，验证了研究的合理性。
中圖分類(lèi)號(hào)： TN312.8
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191302
中文引用格式： 饒剛，楊東恒，王威. COB-LED廠房燈翅片偏轉(zhuǎn)角對(duì)散熱性能影響研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(5)：102-106.
英文引用格式： Rao Gang，Yang Dongheng，Wang Wei. Effecting study of the radiator fin deflecting angle to COB-LED workshop lamp on the heat dissipation performance[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(5)：102-106.
Effecting study of the radiator fin deflecting angle to COB-LED workshop lamp on the heat dissipation performance
Rao Gang，Yang Dongheng，Wang Wei
Hubei Key Laboratory of Mechanical Transmission and Manufacturing Engineering，Wuhan University of Science and Technology， Wuhan 430081，China
Abstract： A straight fin radiator was designed for dissipating the working heat of a circular LED lighting-source. According to thermal simulation analysis to straight fin radiator on ANSYS Icepak, it was found that there was high temperature agglomeration in the center of straight fin radiator. In order to solve the problem of temperature accumulation in the center of the radiator, the fin curve was established by the polar coordinate point fitting method, and the linear fin radiator was improved to the curve fin radiator. Six kinds of curved fin models with different deflection angles were established and simulated. The results show that when the radiator fin deflection angle is 40°, the temperature of the chip is the lowest, the effect of radiator temperature equalization is the best, and the weight of radiator is reasonable. The temperature error between simulation and measurement is less than 4%, which verifies the rationality of the research.
Key words : circular LED light source；curved fin；deflection angle；radiator；thermal simulation analysis

0 引言

    COB(chip on board)-LED是將多個(gè)LED晶元芯片封裝在同一塊基板上，實(shí)現(xiàn)光源的模塊化以便于生產(chǎn)安裝。COB-LED具有光效高、光照均勻等優(yōu)點(diǎn)，但是這種光源在工作時(shí)熱流密度大，如果晶元芯片產(chǎn)生的熱量無(wú)法通過(guò)散熱器有效導(dǎo)出到環(huán)境中，則會(huì)造成晶元芯片的結(jié)溫升高、光強(qiáng)下降及使用壽命縮短等問(wèn)題，從而影響燈具的性能[1-2]。COB-LED廠房燈主要采用自然對(duì)流散熱，該散熱方式只需在光源上安裝散熱器，無(wú)需添加風(fēng)冷或者液冷裝置，更加節(jié)能環(huán)保[3]。

    目前對(duì)于圓形COB-LED光源的散熱，主要采用圓形底板散熱器。散熱器翅片主要為直翅片，布局方式為平行式布局和發(fā)散式布局，周旭等人的研究表明發(fā)散式布局散熱效果優(yōu)于平行式布局[4]。但是這種直翅片散熱器翅片間氣體流動(dòng)均勻，不利于強(qiáng)化換熱。為增強(qiáng)自然對(duì)流散熱，PARK S J等人采用在圓形底板上添加中空?qǐng)A柱，然后在圓柱表面添加開(kāi)縫翅片布局方式[5]。對(duì)翅片進(jìn)行交錯(cuò)式布局或改變翅片放置角度來(lái)增強(qiáng)自然對(duì)流散熱[6-7]。為增強(qiáng)圓形底板散熱器中心散熱效果，Schmid等在散熱器中心進(jìn)行開(kāi)孔設(shè)計(jì)增強(qiáng)散熱器中心的對(duì)流換熱，對(duì)開(kāi)孔直徑和高度進(jìn)行優(yōu)化[8]。以往的研究都是對(duì)直翅片尺寸和散熱器布局進(jìn)行優(yōu)化解決LED溫升問(wèn)題，并沒(méi)有從翅片偏轉(zhuǎn)角研究LED散熱器的均溫和散熱性能。本文以初步設(shè)計(jì)的50 W COB-LED廠房燈直線式翅片散熱器為基礎(chǔ)，改變傳統(tǒng)的散熱器優(yōu)化方式，運(yùn)用極坐標(biāo)點(diǎn)擬合法改變翅片的偏轉(zhuǎn)角度，以增強(qiáng)散熱器均溫和散熱效果。對(duì)比分析不同偏轉(zhuǎn)角翅片散熱器的底板溫度、翅片間空氣流動(dòng)特性。以晶元芯片工作溫度、散熱器熱阻、散熱器質(zhì)量等參數(shù)作為散熱器優(yōu)劣的評(píng)判參數(shù)，通過(guò)對(duì)不同偏轉(zhuǎn)角度散熱器模型進(jìn)行熱仿真分析、對(duì)比，從而確定出最佳翅片偏轉(zhuǎn)角度[9]。




論文詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)下載http://m.ihrv.cn/resource/share/2000002804




作者信息:

饒  剛，楊東恒，王  威

(武漢科技大學(xué) 機(jī)械傳動(dòng)與制造工程湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢430081)

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng)，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。

相關(guān)內(nèi)容