灯具LED热设计仿真模拟

1、灯具LED热设计及仿真模拟灯具LED热设计及仿真模拟灯具LED热设计及仿真模拟灯具热设计意义高温对电子产品的影响:绝缘性能退化元器件破坏资料的热老化低熔点焊缝开裂、焊点零落热设计对灯具的影响:光源工作状态及寿命灯具电气安全资料选择与寿命2.电子无效的主要原由电子产品无效与温升热设计理论基础热设计的基本问题耗散的热量决定了温升，所以也决定了任一给定构造的温度；热量以导热、对流及辐射传达出去，每种形式传达的热量与其热阻成反比；热量、热阻和温度是热设计中的重要参数；所有的冷却系统应是最简单又最经济的，并合适于特定的电气和机械、环境条件，同时知足靠谱性要求；热设计应与电气设计、构造设计、靠谱性设计同时

2、进行，当出现矛盾时，应进行衡量分析，折衷解决;热流传方式热传导传导是发生在两种直接接触的介质（固体，液体，气体）传导过程中，能量经过以下方式传达自由电子运动点阵振动热阻热量在热流路径上碰到的阻力，反应介质或介质间的传热能力的大小，表示了1W热量所惹起的温升大小，单位为/W或K/W。用热耗乘以热阻，即可获得该传热路径上的温升。能够用一个简单的模拟来解说热阻的意义，换热量相当于电流，温差相当于电压，则热阻相当于电阻。dq/dt=?T/ROr：dq/dt=T/R=热流T=温度A=横截面积k=热导系数X=厚度R=X/（kA）=热阻对流对流发生在有温差的表面和运动流体间的传热对流有以下两种方式：自然对流

3、散热强迫对流散热ExternalFlow外流InternalFlow内流dq/dt=小块到空气的所有热量h=对流换热系数A=有效散热面积Tw=热表面温度Tf=气流的均匀温度R=1/(hA)热阻热辐射辐射发生在两种没有直接接触的表面能量经过电磁波传达所有物体大于0K均发生热幅射dq/dt:两个表面幅射互换能量为：Where,dq/dt=热流=Stefan-Boltzmann常数=表面发射率f=表面1到表面2的视因子A=辐射面积T1,T2=发射面和接受面温度LED光源特色与传统光源不一样样，高功率发光二极管（LED）不产生热辐射，而由其PN结向LED封装上的散热片（thermalslug）进行热传

4、导。因为经过传导方式扩散，LED产生的热量进入空气的通路较长且成本较高。散热设计大功率LED照明光源需要解决的散热问题波及以下几个环节：晶片PN结到外延层；外延层到封装基板；封装基板到外面冷却装置再到空气。为了获得好的导热见效，三个导热环节应采纳热导系数高的资料，并尽量提升对流散热。散热片LED散热基板a.一般FR4（PCB）b.金属基PCBc.陶瓷基板d.直接铜块联合一般FR4，热导系数金属氧化作为绝缘层，热导系数20k/mk陶瓷基板热膨胀系数与Chip般配导热系数80价钱高,没法应用于大面积基板散热片散热器经过扩大散热面积提升传热见效最常用的散热器是翅片散热器最常用的散热器械料为铝或铜现有

5、的散热器种类：Stampings冲压Extrusions拉伸Bonded/Fabricated粘接Folded折叠Casting锻造针对给定的应用选择散热器，我们必然从结点到空气的热阻赞成空间可能的空气流量考虑以下四点：散热器的成本整体的热阻Rja=(Tj-Tamb)/P=Rjc+Rcs+RsaRjc,Rcs,Rsa分别是结到壳，壳到散热器，散热器到空气的热阻热管技术热管是一种拥有高效导热性能的传热器件。它能够在热源与散热片间以较小的温差实现热传达，也能够在散热器基板表面实现等温以提升散热器的效率。热设计的发展趋向热管技术Therma-Base?heatsinks与型材散热器的比较对设计者经设

6、计周期热设计一次热设计方案效率验的依靠度成功率的优化程度传统热设计完满短低低，裕量低方法大仿真分析方强长高高，裕量高法适中热设计对产品的温度场作出展望，使我们在进行产品设计开发时关注热门地区。进行各样设计方案的利害分析，得出最正确的设计方案。电子设施热设计软件是鉴于计算传热学技术（NTS）和计算流体力学技术（CFD）发展电子设施散热设计协助分析软件。当前商业的热设计软件种类众多，有鉴于有限体积法的Flotherm、I-deas、Ice-pack、TasHarvardthermal、Coolit、Betasoft，及基于有限元的Ansys等，此中Flotherm、I-deas、Ice-pack占

7、有大多数的市场份额。16.ANSYS软件介绍Ansys软件是由美国Ansys企业推出的多物理场有限元仿真分析软件，波及构造、热、计算流体力学、声、电磁等学科，能够有效地进行各样场的线性和非线性计算及多种物理场互相影响的耦合分析。Structure是该软件面向构造分析研究的专用模块。Flortran是该软件面向流场分析研究的专用模块。Thermal是此中面向热设计研究的专用模块。热分析软件介绍Flotherm是英国的FLOMERICS企业开发的电子设施热设计软件，其最明显的特色是针对电子设施的构成构造，供给的热设计组件模型，依据这些组件模型能够迅速的成立机柜、插框、单板、芯片、电扇、散热器等电子

8、设施的各构成部分。Flotherm软件基本上能够分为前办理、求解器和后办理三个部分。前办理包含ProjectManager、DrawingBoard和Flogate。求解器是Flosolve模块，它能够达成模型的瞬态和稳态温度场和流场计算。后办理部分包含Visulation、Flomotion和Table，Visulation达成仿真计算结果的可视化显示。热分析软件长处ICEPAK是全世界企业的网格区分及后办理技CFD的领导者FLUENT企业经过集成术而开发成功的针对电子设施冷却分ICEMCFD析的专用热设计软件。ICEPAK热分析软件长处建模能力：除了有矩形，圆形模型外，还有多种复杂形状模型，如椭球体、多面体、管道、斜板等模型；有thin-conduction薄板模型网格