設計了一種新型的帶有百葉窗的平板式大功率發光二極管(LED)照明裝置。該裝置采用高導熱系數的鋁基板作為多顆大功率LED的散熱電路板,用0.4 mm 的鋁片作為散熱翅片,結合溝槽式微熱管構成集發光與散熱一體化的輸入功率為21 W 的照明模組,該模組可根據照明亮度要求重構成不同功率的照明裝置。
1 引 言
與在道路照明中使用量最大的高壓鈉燈相比,大功率LED作為照明裝置具有色溫可選、發光效率高、無需高壓、超高亮度、顯色性高及長壽命等優勢。散熱問題是限制大功率LED照明應用的最大障礙。經過研究了硅基多芯片的封裝新方法,找到一種可以有效降低熱阻的用于LED封裝的金屬粘結方法。即用豎直的碳納米管作為粘結材料直接粘結在鋁基板上,生長的碳納米管作為熱邊界材料,得到了較好的散熱效果。并開發了一種新型熱沉來實現大功率LED的冷卻。還提出了一種LED的熱管散熱模型,結點溫度和熱阻都得到了較大的降低。研究了將LED粘結在微熱管上的散熱性能,微熱管能使芯片溫度降低更多。
利用動態電學測試方法測量大功率LED熱阻和結溫的原理、實驗裝置、測量步驟和影響測試結果的因素。針對利用有限元模擬分析了工作過程中的溫度和熱應力分布,并測試了實際器件表面特征點的溫度變化。設計了大功率LED陣列封裝的微通道冷卻結構,探討了各參數對LED多芯片散熱效果的影響。研究了微噴射流的大功率LED主動散熱方案,實現大功率LED芯片組的高效散熱。采用有限體積數值模擬、瞬態熱阻測試方法以及熱沉溫度-峰值波長變化的關系,對3 種散熱基板上大功率lGaInP 紅光LED進行了熱特性分析。提出了一種新型結構的回路熱管,并建立了其性能測試實驗裝置。
目前,國內外的研究多集中在LED 熱阻、結溫測量及利用封裝方法降低熱阻等方面。本文針對大功率LED 的照明應用需求,提出了一種集成微熱管的新型百葉窗式的大功率LED 照明裝置模塊化結構設計方案,并對其散熱性能進行模擬分析和實驗研究。
(審核編輯: 智匯小新)
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