大功率LED散热性能的研究

五邑大学本科毕业论文毕业论文任务书院系 应 用 物 理 与材 料 学 院 专业 应用物理学 学号 AP1022141 姓名 张南生1、毕业论文题目：大功率 LED 散热性能的研究2、毕业论文任务及要求： 毕业论文任务：完成大功率 LED 散热器对其性能的影响课题研究毕业论文要求：（1）完成大功率 LED 散热器对其性能的影响文献调研；（2）完成大功率 LED 散热器种类及结构分析；（3）完成大功率 LED 散热器散热性能分析；（4）完成大功率 LED 散热器散热对 LED 老化时间及发光特性的影响； 五邑大学本科毕业论文3、毕业论文应完成的项目内容：（1）完成文献调研；（2）完成大功率 LED 散热器性能的影响因素分析；（3）完成毕业论文。五邑大学本科毕业论文主要参考文献资料：1 史光国，半导体发光二极管及固体照明，科学出版社，2007:15-502 张雪粉，大功率 LED 散热研究及散热器设计，天津大学硕士论文，2007:1-233 刘笃仁，传感器原理及应用技术，西安电子科技大学出版社，2010:34-354 施敏，半导体器件物理与工艺，苏州大学出版社，2002:46-695 高红星，大功率 LED 散热性能研究，西安电子科技大学硕士论文，2010:30-456 陆果，基础物理学教程，高等教育出版社，2006:772-7757 Moo, WhanShin Thermal design of high-power LED package and system,Science & Engineering, Myong Ji University,2011:4-78 T.Kobayashi ,D.Itami,optimizing Structure of LED Light Bulb for Teat Transfer ,Tsuyama Nationnal College ,Japan,2013:3-4 院长（主任）签发： 指导教师签名：时间： 年 月 日 时间： 年 月 日五邑大学本科毕业论文五邑大学本科毕业论文I摘要本文主要介绍大功率 COB LED 灯的散热原理以及影响 LED 散热的因素，如散热片大小和排列的疏密程度，导热硅脂的种类和涂抹厚度等等。探讨光源及散热器的温度对 LED 发光的影响。研究的主要内容有：（1）简要介绍 LED 灯具的发展历史及发展现状，阐明 LED 灯具的主要结构和散热技术，叙述了本课题的研究目的和意义；（2）用控制变量法进行试验，研究影响 LED 散热性能的主要因素，包括散热器材料，散热片大小和散热片排列的疏密程度，导热硅脂的导热系数和涂抹厚度；（3）用功率大小不一样的光源进行试验，分析光源和散热器温度对 LED 发光效率的影响。研究结果表明：通电后光源的温度逐渐上升，到了一定数值后趋于稳定，光源的功率越大，光源的温度上限越高；导热硅脂的导热系数越高，涂抹的厚度越薄，散热效果越好；在同一种散热材料的基础上，散热片越大，散热片排列越疏，越有利于 LED的散热。光源的温度超过某个临界值，会降低 LED 的反光效率。关键词 温差；散热；温度；LED五邑大学本科毕业论文IIAbstract This paper mainly introduces the heat high power COB LEDs and factor affecting heat dissipation of LED such as size and arrangement of heat sinks , the kinds and coated thickness of thermal conductive silic and so on . Besides , we studied the relationship between luminous efficiency of LED and the temperature of light source and radiator . Contents of study include ：（1）giving a brief introduction about the history and present situation of LED lamps , expounding the main structure and cooling technology of LED lamps , describing the purpose and significance of this subject . (2)doing experiments using variable control act to explore factors include the degree of density heat sink , the size and arrangement of heat sink fins , the thermal conductivity and thickness of thermal grease that would affect the luminous efficiency . (3)using different light source to analyze the effect of temperature of the LED light source and heat sink on the LED luminous efficiency.The results showed that the temperature of the light source is gradually increase to a certain value after power . The greater the power of the light source , the higher the temperature limit of the light source . The thinner thermal conductivity of thermal grease ，and the higher the heat conductivity coefficient of the thermal Silicone Grease , the better the cooling effect . As for the same Thermal material,the larger in sizes,and few and far between in the arrangement,the better for led cooling.Key words Temperature difference；Heat dissipation；temperature ； Lighting Emitting Diode 五邑大学本科毕业论文目录摘要 -IAbstract -II第一章 绪论 -11.1 LED发展历史及 LED灯具的发展现状 -11.2 LED散热技术概述 -41.2.1 在灯体和 PCB之间用导热硅脂填充 -41.2.2 适当地选取散热体 -41.3 课题研究的意义 -5第二章 影响 LED散热的因素 -72.1 导热硅脂的导热系数和涂抹厚度对 LED散热的影响 -72.2 散热片的大小，疏密程度对 LED散热性能的影响 -8第三章 光源与散热器的温度对 LED 发光的影响 -103.1 直筒 5寸筒灯数据分析举例 -103.3 样板 2.印度订单 30W工矿灯的分析 -14第四章 案例分析及结论篇 -174.1 150W工矿灯的死灯案例 -174.2 180W工矿灯的光源报废案例 -174.3 22W的 T10光管光源硫化案例 -174.4 结论篇 -184.4.1 本毕业设计完成的主要工作 -184.4.2 得出的主要结论 -184.4.3 实质性建议 -18致谢 -19五邑大学本科毕业论文1第一章 绪论1.1 LED发展历史及 LED灯具的发展现状图 1-1 人类历史中曾用到的几种重要的照明光源的发展20 世纪以来出现的树种革命性的照明光源，荧光灯，高压钠灯，高压汞灯，白炽灯，节能灯， LED 灯，等等。其中 LED 从出现时候开始就以令人无法意想的速度在发展，从其出现至今，LED 即将代替节能灯成为市场上照明的主流产品。从 1962 年 LED 首次出现以来，LED 的应用范围就在不断地扩大，在灯具方面，由于早期的 LED 发光效率低，发光强度不够，使得 LED 的灯具应用范围受局限，近十年来，由于 LED 封装技术的进步，在各项技术上不断获得新的突破，LED 灯具的市场空间正在不断地扩大，从公共照明领域为重点转移到日常办公或生活照明为重点。现阶段，国内民众对 LED 日常照明的认识还需进一步提高，国内 LED 应用照明市场有待进一步开发，但是在公共照明领域已经取得很大程度上的突破。在欧美、日本等一些发达国家，LED 灯具产业已经相当普遍。对于一些技术要求不高，污染严重的环节，逐渐向中国转移，比如，下游产业，技术上的要求不是很高，需要大量廉价劳动力，在中国得以迅速发展。而在巴西，印度等一些发展中国家还未形成规模，因此中国得 LED 灯具行业已经处在黄金时期，将来谁能抓住机会，谁就能引领灯具行业潮流。在中国，LED 照明灯具行业已经形成相当完整的产业链，为我国的传统照明产业转型提供了很好的基础。但是，灯具装配的行业人才奇缺，员工素质普遍偏低，对光源、电源的参数理解不透彻，对工艺细节掌握不够牢固，成产成本居高不下，各灯具企业之间五邑大学本科毕业论文2竞争激烈，尚未形成统一的成产标准，配件、资源的整合利用很少。未来中国 LED 灯具行业的走向，将取决于政府的政策和散热技术的突破。表 1-1 筒灯装配零件 图 1-2 飞碟系列筒灯的装配图LED 灯具，是由光源，电源，灯体以及其他零部件组装而成，灯具行业，可以说是LED 产业链与市场最接近的一个行业，将自制或者外购回来的零件，组装成一个合格的灯，这就是灯具行业的实质。列举一个 LED 应用非常成功的地方：中山古镇。古镇是中国照明灯具行业的佼佼者，古镇的街道，民房，无一不是倾心于 LED 行业，形成了良好的竞争环境，但同时也造成了一些不好的现象，这使得 LED 市场混乱，各种灯具层出不穷，使得供应商之间的恶性比价以及产品质量不能保证。谈到灯具的零部件，多数灯具都会装配有支架，弹片，固定片，弹簧，螺丝，等等，装配过程中还会用到胶水、导热膏、垫片等辅料。装配灯具时需要的工具也不少，常用的有扳手，螺丝刀，刀片，剪刀，还需用到打钉机，回流焊，贴片机，移印台等大型机器。常见的 LED 灯具成品如下图所示。图 1-3 轨道射灯 图 1-4 天花灯 序号 项目1 面盖2 趴脚3 弹簧4 玻璃5 反光罩6 面盖7 固定盖8 光源9 散热器12 螺丝五邑大学本