Šviesos diodas (LED) yra vienas iš perspektyviausių naujų šalto šviesos šaltinių XXI amžiuje. Šviesos diodų šviesos skleidžiamasis mechanizmas yra tas, kad PN sankryžoje esantys elektronai pereina tarp energijos juostų, kad generuotų šviesos energiją, o lustas turi karščiavimo reiškinį, ypač didelės galios šviesos diodas, kuris yra surenkamas į modulį naudojant daugybę Šviesos diodai, o šilumos išsiskyrimas labai padidėja. Šiuo metu tik 15% –20% LED šviesos yra paverčiami šviesos energija, o likę 80% –85% energijos paverčiami šilumos energija, o mikroschemų dydis yra tik 2112,52,5 mm, todėl didelis lusto galios tankis (iki 21). / Wmm dydis). Tačiau LED prietaiso šilumos išsklaidymas yra gana menkas. Pirmiausia todėl, kad baltojo šviesos diodo infraraudonųjų spindulių spektre nėra infraraudonųjų spindulių dalies, tai yra, jo šiluma negali būti išskiriama radiacijos; antra, LED lempos difuzinė šilumos varža ir šiluminė varža yra didelė. Prastas šilumos išsiskyrimas gali sukelti rimtų pasekmių, pavyzdžiui, sumažinti LED šviesos srautą, sutrumpinti prietaiso eksploatavimo laiką ir pakeisti pagrindinį šviesos diodo bangos ilgį. Todėl, kaip padaryti šią šiluminę energiją trumpiausiu keliu, greičiausiu metodu ir maksimaliai padidinti išmetamų teršalų kiekį, tapo viena pagrindinių problemų.
LED šilumos valdymas daugiausia apima tris aspektus: lusto lygį, pakuotės lygį ir sistemos integravimo šilumos lygį. Tarp jų lustas yra pagrindinis šildymo komponentas, jo kvantinis efektyvumas lemia šilumos efektyvumą, o substrato medžiaga lemia lusto šilumos perdavimo efektyvumą; pakuotės pakuotės struktūra, medžiagos ir procesas daro tiesioginį poveikį šilumos išsklaidymo efektyvumui; sistemos integruotas šilumos išsklaidymo lygis taip pat vadinamas išoriniu radiatoriumi daugiausia yra šilumos kriauklė, šilumos vamzdis, ventiliatorius, temperatūros išlyginimo plokštė ir panašiai. Pastaraisiais metais LED šilumos išsklaidymo problemai vis daugiau dėmesio skyrė akademiniai sluoksniai tiek namuose, tiek užsienyje, todėl buvo atlikta įvairių tyrimų. Tačiau kadangi LED lempų šilumos išsiskyrimas dažniausiai yra empirinis, šilumos išsklaidymo sistema yra gana menka profesionalumo, todėl LED lempų šilumos išsklaidymo problema vis dar yra labai aktuali. rimtas. Todėl didelės galios LED lempų šiluminė analizė ir šiluminis projektavimas turi didelę praktinę reikšmę.
Šiame darbe pirmiausia pristatoma dabartinė LED lempų šilumos išsklaidymo technologija ir dažniausiai naudojamos šiluminės analizės priemonės, tada tyrimo modeliu pasirenkama didelės galios LED lemputė ir naudojama ANSYS baigtinių elementų analizės programinė įranga LED lempos šiluminei analizei atlikti, norint gauti įvairias lempos dalys. Dėl to pagerėja skiedros temperatūros pasiskirstymas ir maksimali temperatūra, gaunamas patenkinamas šilumos išsklaidymo efektas.
2 LED šviesos aušinimo technologija
Šiuo metu pagrindinės didelės galios LED lempų šilumą išsklaidančios technologijos apima šilumos kriaukles, šilumos vamzdžius, temperatūrą išlyginančias plokštes, spinduliuotės dangos sluoksnius, laidžias pastas ir šilumą laidžias tarpines. Šilumos kriauklė padidina paviršiaus plotą, kad išsklaidytų šilumos konvekciją į aplinką. Veiksniai, darantys įtaką šilumnešio šilumos išsklaidymo charakteristikoms, yra šilumnešio forma, pelekų skaičius, žingsnis, dydis, pakreipimo kampas, šilumos kriauklės medžiaga ir apdirbimo technologija. Dažniausiai naudojama šilumos išsklaidymo technologija, šiame leidinyje esančiose modelio lempose šilumai išsklaidyti naudojamos šilumos kriauklės. Šilumos vamzdis naudoja ciklinį kondensuotos skystos fazės pakeitimą, kad būtų išgaunamas ir išsklaidytas didelis šviesos diodo sukuriamas karštis. Įprastomis sąlygomis šaltas šilumos vamzdžio galas naudojamas kartu su šilumos kriaukle, kad būtų geriau išsklaidoma šiluma. Vienodos temperatūros plokštės principas yra panašus į šilumos vamzdžio principą, išskyrus tai, kad šilumos vamzdis yra vienos dimensijos vienpusis šilumos perdavimas, o vienodos temperatūros plokštė yra paviršiaus šilumos perdavimas, turintis dviejų dimensijų, kad visos šilumnešio paviršiaus temperatūra yra vienoda. Radiacinis dangos sluoksnis yra padengtas šilumą išskiriančiais dažais ant šilumnešio išorinio paviršiaus, kad būtų padidintas spinduliavimas ir šiluma galėtų spinduliuoti efektyviau. Šiluminė pasta ir terminis padėklas yra skirti sumažinti kontaktinę šiluminę varžą.
Šviesos diodų lempos šilumos išsklaidymo defektai daugiausia turi šiuos keturis taškus:
1) LED lempų šilumos kriauklių pelekų išdėstymas yra nepagrįstas. Šilumą išskiriančių pelekų išdėstymas neatsižvelgia į šviestuvo naudojimą, turėdamas įtakos šilumos kriauklės šilumos išsklaidymo efektui, ir suprojektuodamas šilumą išskiriančias pelekus, kurie atitiktų paties gaminio savybes.
2) LED lempos per daug pabrėžia šilumos laidumo jungtį, tačiau nekreipia dėmesio į konvekcinį šilumos išsklaidymą. Šilumos vamzdis, šiluminiai riebalai ir kitos šilumą išskiriančios priemonės sumažina šiluminę varžą per šilumos laidumą, tačiau šiluma galiausiai priklauso nuo lempos išorinio paviršiaus ploto, todėl yra tendencija, kad ant išorinio paviršiaus tepama spinduliuotės danga.
3) LED lempos nepaiso šilumos perdavimo pusiausvyros. Jei pelekų pasiskirstymas pagal temperatūrą yra labai netolygus, kai kuriems pelekams nebus jokio poveikio arba jie bus riboti, o vienoda temperatūros plokštelė gali atlikti įtaką išlyginant temperatūrą.
4) Šviestuvo šilumos išsklaidymą geriausia rasti trumpiausią projektinį šilumos išsklaidymo kanalą, kad šiluma kuo greičiau būtų išleidžiama į atmosferą. Tarp jų, sąsajos šiluminė varža yra šilumos išsklaidymo kanalo kliūtis, todėl šilumos išsklaidymo dėmesys turėtų būti skiriamas ir sąsajos šilumai laidžiai medžiagai.