收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

照明用大功率LED热管散热器的研究

鲁祥友  
【摘要】:发光二极管(LED)是一种直接把电能转换成光能的固体半导体器件。相对于传统的白炽灯和荧光灯,发光二极管已显示出了许多优势,正在对固体照明产业产生重大影响,被认为是下一代的通用照明的强有力的替代者,从而正在吸引越来越多的人们的注意。然而,目前制作的大功率LED的芯片的热流密度已经超过了100W/cm2,如何控制大功率LED的热能量,是LED器件封装和应用必须解决的核心问题。目前,国内外普遍采用的方法是通过改变LED基板材料、封装结构和其它辅助工具(如:风扇)带走热量的方法来试图解决LED的散热问题。 本文的研究内容为照明用大功率LED的散热特性及其热管散热器。针对现有照明用大功率LED散热系统中的不足之处及照明用大功率LED的散热的实际参数要求,对几种热管技术应用在照明用大功率LED的散热领域中的可能性进行了探讨。主要研究了在不同的大功率LED封装结构条件下,系统的热负荷、蒸发器倾斜角及蒸发器的加热方式等对热管的起动性、均温性、热阻等的影响。此外,本文从探讨大功率LED封装材料材质和材料的热导率匹配的角度出发,用ANSYS软件对LED进行了热场的有限元模拟以评估其散热性能。 本文的主要研究成果及发现: (1)本文首次对扁平热管技术应用在照明用大功率LED散热系统中的可能性进行了试验研究,并比较了扁平热管和铜板两种散热方式下LED的结点温度和热阻的热特性。研究结果表明:在大功率条件下,热管的散热能力明显优于传统的铜板散热;在保证LED器件结温在允许的范围内,为了改善LED的光学性能,可以进一步提高LED的工作电流。然而,传统的热管散热器由于是汽液同道,因此,热管一弯曲效能便剧降,但是,应用在大功率LED领域,为了满足造型需要,热管必须弯曲,所以传统的热管不能有效地解决大功率LED的散热问题。 (2)本文首次对现有的平板式回路热管散热器技术应用在照明用大功率LED散热系统中的可能性进行了探讨。研究表明,在输入功率为20W时,模拟LED芯片结点温度可以稳定地控制在60℃左右。在输入功率为30W时,热管热阻为0.48K/W。相对于以往LEDs金属散热体,此种平板式回路热管散热器的热阻下降。本论文对此种结构的热管在蒸发器倾斜角度变化时,蒸发器的均温性进行了研究,认为将此种结构的热管应用在大功率LED散热系统时,建议要注意对蒸发器倾斜角度对系统散热性能的影响进行评估。 (3)本文提出了一种用于大功率LED散热的新型结构回路热管;研究了热负荷、蒸发器倾斜角、加热方式等对热管的起动性、均温性、热阻等影响。研究结果表明:热管的热阻在0.19K/W~3.1K/W之间;蒸发器的均温性被控制在1.5℃以内;在热负荷为100W时,此回路热管蒸发器的温度可被控制在100℃以下,满足大功率LED结点温度的控制要求。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张建国;热管技术介绍[J];华中电力;1989年02期
2 ;热管技术在各种领域中的应用[J];能源研究与利用;1991年04期
3 谢鸣;国外加固多年冻土地基的新方法─—热管技术的应用[J];施工技术;1994年06期
4 胡亚范,王春许,白伟;热管技术应用于钻井余热回收的方案设计[J];应用能源技术;2000年05期
5 宫克勤,刘晓燕,高相斌,曾玲敏;热管技术在油田加热炉节能改造中的应用[J];应用能源技术;2000年06期
6 何天荣;热管技术及其在热能工程中的应用[J];工业锅炉;2003年03期
7 葛彦萍;;热管技术在锅炉采暖中应用的初步探讨[J];科技咨询导报;2007年23期
8 陈通培;;热管在电子器件中的应用[J];真空电子技术;1982年05期
9 源泉;;欧洲热管技术发展动态点滴[J];节能;1982年06期
10 庄骏,张红;2010年热管技术展望[J];化工机械;1998年01期
11 蒋冬青,陈晖;利用热管技术对窑炉进行节能改造[J];建材工业信息;2003年04期
12 吴启山;;热管技术在刀具散热中的应用[J];民营科技;2009年10期
13 ;高效能热管[J];能源工程;1987年02期
14 徐中州;;热管及热管技术的应用[J];河南科技;1988年07期
15 石允宝;应用热管技术对液压泵站液压油的冷却[J];液压气动与密封;1996年01期
16 严建明,朱挺声;新型热管技术在烧结机环冷余热回收上的应用[J];江西能源;2003年02期
17 熊国华;周向阳;;热管冰蓄冷研究初探[J];江西能源;2007年01期
18 刘晓红;;两种电子设备散热器的对比数值模拟研究[J];节能技术;2008年05期
19 乔中复;刘建南;;热管车刀的研制[J];工具技术;1986年11期
20 石秉三;;热管技术在内燃机上的应用[J];内燃机;1991年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李洪林;钱惠杰;刘志民;朱荣朝;张凤科;;热管技术在锅炉上的应用[A];2002年晋冀鲁豫鄂蒙川沪云贵甘十一省市区机械工程学会学术年会论文集(河南分册)[C];2002年
2 陈烈涛;;国家创新基金资助项目第五届中国·海峡项目成果交易会金奖 锅炉热管体系与机械虹吸相变循环传热系统节能减排新技术[A];推进供热体制改革与节能改造新技术新设备应用交流会论文集[C];2010年
3 王永刚;张勤;;利用热管技术 降低机房能耗[A];通信电源新技术论坛2011通信电源学术研讨会论文集[C];2011年
4 曹志高;杜海存;杨安;曹娟华;;热管技术及其应用分析[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
5 孟慧丽;;惯性器件测试台温控均匀性设计[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
6 赵杰;唐炳涛;张淑芬;杨振宇;贾超;;相变储能材料在工业余热回收中的应用[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(上)[C];2009年
7 王晓杰;黄翔;武俊梅;郑久军;;空调用热管换热器的设计计算[A];全国暖通空调制冷2006学术年会资料集[C];2006年
8 刘峰;;地源热泵和热管技术用于提高温室地温的研究[A];走中国特色农业机械化道路——中国农业机械学会2008年学术年会论文集(下册)[C];2008年
9 马永昌;;热管技术的原理应用与发展[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
10 孙世梅;孙荟晶;董焱城;;热管应用于空调节能的理论分析[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会资料集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梁良;面向绿色切削的热管刀具散热性能研究[D];华南理工大学;2011年
2 刘志军;热管铣刀设计制备及其散热性能分析[D];华南理工大学;2013年
3 商福民;自激振荡流热管被动强化传热特性研究[D];华北电力大学(北京);2009年
4 王军;热管技术在化学反应器中的应用研究[D];南京工业大学;2004年
5 马可;基于热管技术的磨削弧区强化换热基础研究[D];南京航空航天大学;2011年
6 鲁祥友;照明用大功率LED热管散热器的研究[D];上海理工大学;2009年
7 王晨;用于电子冷却的平板热管均热器及其传热特性研究[D];北京工业大学;2013年
8 孙志坚;电子器件回路型热管散热器的数值模拟与试验研究[D];浙江大学;2007年
9 陶素连;高性能沟槽式纤维复合热柱的制造及传热性能测试分析[D];华南理工大学;2012年
10 寇志海;蒸发薄液膜及新型微槽平板热管传热性能的研究[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘旭;复合蓄能材料制备及热管蓄能系统动态特性研究[D];南京大学;2011年
2 刘仍通;热管冰蓄冷实验研究与数值计算[D];华东交通大学;2011年
3 何中坚;纤维微热管制造工艺及其传热性能研究[D];华南理工大学;2010年
4 高黑兵;铝热管制造过程中收口、封口工艺及设备的实验研究[D];昆明理工大学;2013年
5 刘晓敏;振荡流热管内相变传热机理的研究[D];华北电力大学(北京);2010年
6 李冬梅;基于热管结构的多芯片大功率LED照明系统集成技术研究[D];桂林电子科技大学;2010年
7 杨卓然;基于自重式热管的LED工矿灯散热研究[D];华中科技大学;2013年
8 马强;大功率LED用热管散热性能实验与两相流模拟[D];南昌大学;2012年
9 孙哲然;功率型照明用LED散热技术的实验研究[D];北京化工大学;2012年
10 信丹丹;热管技术及在降低锅炉排烟损失中的应用研究[D];东北电力大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 冯威力 特约记者 徐少亚;热管技术热在节能领域[N];中国化工报;2005年
2 蒋冬青 陈晖;利用热管技术对窑炉进行节能改造[N];中国建材报;2001年
3 实习记者 卢丹青 张莉敏;热管技术为节能减排提供技术支撑[N];江苏科技报;2007年
4 王春 实习生 李朵;热管技术为航天科技“升温”[N];科技日报;2004年
5 于瑞涛;集成热管技术破解电子散热难题[N];中国电子报;2005年
6 本报记者 敖娟 通讯员 张燕;无机高效热管技术强势登场[N];中国建材报;2007年
7 华北电力大学 冼海珍;振荡流热管技术已用于干燥行业[N];中国化工报;2007年
8 记者 王燕宁通讯员 徐少亚;南京工大做节能减排排头兵[N];科技日报;2007年
9 本报记者  吴昌红 吴红梅;大学教授变身创业先锋的故事[N];新华日报;2006年
10 潘忠颖;集成热管技术引领电子散热新时代[N];中国高新技术产业导报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978