大功率LED散熱研究及散熱器設計.pdf

1、大功率白光LED是一種新型半導體固體光源，具有安全可靠性強、耗電量少、發(fā)光效率高、適用性強、穩(wěn)定性好、響應時間短、顏色可變化、有利于環(huán)保等優(yōu)點。其性能正不斷完善，已經(jīng)進入實用階段。但是，隨著LED功率的增大，LED芯片散發(fā)的熱量越來越多，LED的散熱問題越來越突出。本文的目的是研究大功率白光LED的散熱問題，并為其設計散熱器。解決芯片功率不斷增大帶來的散熱問題。 本文為大功率白光LED芯片及芯片組設計了多種型式的散熱器，用CFD

2、軟件Fluent模擬計算了芯片及散熱器的溫度場分布，并通過試驗對數(shù)值模擬的結(jié)果進行驗證。分析了散熱器結(jié)構(gòu)、粘接材料、散熱器材料、環(huán)境溫度等因素對芯片結(jié)溫及熱阻的影響。 結(jié)果表明，為單芯片LED設計的幾種散熱器，散熱片的方向垂直于基板比散熱片的方向平行于基板具有更好的散熱效果，增加散熱片數(shù)量，增大了散熱面積，有利于降低芯片結(jié)溫。為12芯片LED設計的Pb系列散熱器，最適宜的熱沉厚度和最適宜的肋片厚度分別為2mm和0.5mm，Cp系

3、列散熱器最適宜的內(nèi)圓柱直徑為7mm，Yp系列散熱器最適宜的內(nèi)圓柱直徑和最適宜的肋片間距分別為10mm和1.5mm。增加各種散熱器的肋片數(shù)，增大Pb系列和Cp系列散熱器的高度，增大Cp系列散熱器的外圓柱直徑，增大Yp系列散熱器的肋片直徑，都增大了散熱器的面積，芯片結(jié)溫和熱阻顯著降低。 結(jié)果表明，使用相同的散熱器，粘接材料的導熱率越大，厚度越薄，芯片結(jié)溫越低，熱阻越小。粘接材料的導熱率大于5W/(m·℃)時，增大其導熱率對芯片結(jié)溫和