【摘要】：大功率LED以其節(jié)能高效、使用壽命長和較高的安全性越來越廣泛的躋身于照明領(lǐng)域，作為綠色光源，其優(yōu)勢不言而喻。特別是近年來國家對半導(dǎo)體照明的大力扶持和推動(dòng)，使其更普遍的被大眾所接受，但LED照明被作為新興光源在準(zhǔn)備逐步替代傳統(tǒng)光源的同時(shí)也被要求增加更大的功率以滿足市場需求。因此，散熱問題成為限制大功率LED發(fā)展的重要因素。其中，分布式大功率LED作為LED照明面光源的代表對其熱場的分析研究尤為重要，分布式大功率LED以其靈活的布光和結(jié)構(gòu)在LED市場上占有不可替代的位置，而因其獨(dú)有的布局結(jié)構(gòu)形成了較普通LED組件更為復(fù)雜的熱場，其散熱問題急需解決。 本課題就是以分析分布式大功率LED的散熱問題作為切入點(diǎn)，，通過分析與研究分布式大功率LED燈具的組件結(jié)構(gòu)的熱場，優(yōu)化大功率LED燈具整體結(jié)構(gòu)，均化分布式大功率LED各個(gè)芯片結(jié)點(diǎn)溫度，快速地散發(fā)掉由LED光源芯片產(chǎn)生的大量的熱量，進(jìn)而有效地改善其散熱，為提高分布式大功率LED照明性能給出理論依據(jù)。 本文對分布式大功率LED在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了分析和概述，提出了通過以優(yōu)化分布式大功率LED組件結(jié)構(gòu)來均化熱場溫度并加強(qiáng)散熱。通過數(shù)學(xué)描述來分析研究LED散熱問題產(chǎn)生的根源，以明確的研究目的開展研究內(nèi)容，提出了分布式大功率LED存在熱耦合的概念，進(jìn)而芯片進(jìn)行詳盡的熱分析，建立完整的熱學(xué)模型，進(jìn)行理論分析與比較。其次，通過采用熱電偶的測量方法對組件溫度進(jìn)行采集，利用正交分析對分布式大功率LED燈具的散熱器主要影響散熱的各個(gè)因素進(jìn)行單一的散熱性能分析與研究，并分別對熱沉尺寸、肋片厚度、肋片高度、肋片間距等等一系列因素與LED芯片結(jié)溫的變化關(guān)系來繪制曲線，清晰的反應(yīng)了各個(gè)因素對LED芯片結(jié)溫的影響。最后，通過利用有限元熱仿真對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行模擬仿真，使本文提出的優(yōu)化方向的對減弱熱場的熱耦合和對散熱的增強(qiáng)更加清晰明確。
[Abstract]:High power LED is more and more widely used in the field of lighting because of its energy-saving efficiency, long service life and high security. As a green light source, its advantages are self-evident. In particular, in recent years, the state has made great efforts to support and promote semiconductor lighting, making it more generally accepted by the public. However, as a new light source, LED lighting is expected to gradually replace the traditional light source, and it is also required to increase the power to meet the market demand. Therefore, the problem of heat dissipation has become an important factor limiting the development of high-power LED. It is particularly important to analyze the thermal field of distributed high power LED as the representative of LED illumination surface light source. Distributed high power LED occupies an irreplaceable position in the LED market with its flexible light distribution and structure. Because of its unique layout structure, the heat field is more complex than the common LED component, so the heat dissipation problem needs to be solved urgently. This subject is to analyze the heat dissipation of distributed high-power LED as a breakthrough point, through the analysis and study of the thermal field of the component structure of distributed high-power LED lamps and lanterns, optimize the overall structure of high-power LED lamps and lanterns. The distributed high power LED chip node temperature is homogenized, and the large amount of heat generated by the LED light source chip is rapidly emitted, thus effectively improving its heat dissipation, which provides a theoretical basis for improving the lighting performance of the distributed high power LED. In this paper, the development of distributed high power LED at home and abroad is analyzed and summarized, and it is proposed to homogenize the thermal field temperature and strengthen heat dissipation by optimizing the structure of distributed high power LED components. The origin of the heat dissipation problem of LED is analyzed by mathematical description. The concept of thermal coupling in distributed high power LED is put forward in order to carry out the research with clear research purpose, and then the thermal analysis is carried out in detail on the chip. A complete thermal model is established, and theoretical analysis and comparison are carried out. Secondly, the component temperature is collected by using the method of thermocouple measurement, and the single heat dissipation performance is analyzed and studied by using orthogonal analysis to each factor that mainly affects the radiator of distributed high-power LED lamps and lanterns. A series of factors, such as heat sink size, rib thickness, rib height, rib spacing, and so on, were used to draw the curves of the LED chip junction temperature, which clearly reflected the influence of each factor on the LED chip junction temperature. Finally, by using finite element thermal simulation to simulate the optimization results, the optimization direction proposed in this paper is more clear to weaken the thermal coupling of the thermal field and enhance the heat dissipation.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN312.8

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2429587