針對大功率LED路燈散熱的三方面實驗研究內容

通過實際的應用，論證了較大功率LED路燈具有節(jié)能、環(huán)保、長壽命、亮度色溫可調、高演色性等優(yōu)點。隨著LED技術的成熟,效率的持續(xù)提升,LED固態(tài)照明是趨勢,也是節(jié)能的最佳方案。LED路燈照明系統(tǒng)的節(jié)能特性主要由LED芯片和電源決定。然而,LED芯片和電源模塊集成在一起,一般空間狹小,散熱較差,LED芯片和電源都是發(fā)熱體,使得環(huán)境溫度較高。因此,本文通過改善LED路燈系統(tǒng)的散熱條件、提高LED的發(fā)光效率和電源的效率來降低環(huán)境溫度,使LED電源與LED芯片的壽命相匹配,實現真正的節(jié)能、環(huán)保、長壽命。

下面說說主要的三方面研究內容:

1.大功率LED路燈熱電關系實驗研究。以先串后并為連接方式的大功率LED路燈為對象,實驗研究恒流和恒壓兩種供電方式下,功率分布和溫度分布的關系。搭建LED路燈熱電關系研究實驗平臺,分析實驗結果。由結果得知,恒流條件下,LED結溫與正向電壓存在明顯的線性關系,驗證了LED的壓降特性,且可嘗試用大電流測量LED的結溫,有別于傳統(tǒng)小電流測量。恒流驅動與恒壓驅動相比,電源總輸出功率較穩(wěn)定,然而,多路LED之間,由于溫度分布不均,對應功率分布互相牽制,溫度高的那一路LED占據較高的功率,容易形成惡性循環(huán)。因此,散熱均衡性設計對大功率LED路燈整體品質的提高有著十分重要的意義。

2.大功率LED路燈散熱器優(yōu)化設計。以某公司150W大功率LED路燈為研究對象,建立散熱器熱阻網絡模型,理論設計滿足散熱要求的散熱器。在此基礎上,利用Icepak熱分析軟件對其進行優(yōu)化設計。驗證現有散熱器設計的合理性,得出理論計算結果與優(yōu)化結果相對吻合,說明在散熱器設計中,理論計算是比較重要的一環(huán)。結合軟件優(yōu)化能降低研發(fā)成本,縮短研發(fā)周期,提高研發(fā)效率。

3.大功率LED路燈電源模塊散熱設計。在設計好大功率LED電源電路的基礎上,分析其熱流路徑和相關熱阻,以最短熱流路徑為目標,從結構上設計兩種電源散熱裝置。針對電源散熱的狹小空間,嘗試性地把微小型熱管用于LED電源模塊散熱。結果表明,兩種方案都能滿足電子設備熱設計要求,而運用微小型熱管的裝置其散熱性能較另一方案有5℃左右的改善。

以上關于大功率LED路燈的電子散熱資料由華南理工大學的碩士學位者的設計研究大綱。