搜索應(yīng)用 | ANSYS Icepak-LED燈具散熱
2017-03-10 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
LED是一類可直接將電能轉(zhuǎn)化成可見光和輻射能的發(fā)光器件,具有工作電壓低、能耗小、發(fā)光響應(yīng)時(shí)間短等等特性。近年來,LED發(fā)展迅速,在結(jié)構(gòu)、性能等方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但是制約LED照明燈具發(fā)展的突出瓶頸問題是如何降低大功率LED的熱阻、結(jié)溫等,以提高產(chǎn)品的可靠性和壽命。
目前成熟的LED輸入功率一般為1W,其中大約5%-10%的能量轉(zhuǎn)化為光能,其他的則轉(zhuǎn)化為熱能,由于芯片面積較小,熱流密度可達(dá)到100W/CM2,芯片溫度的過高,一方面會(huì)減少芯片出射的光子,降低發(fā)光效率;另一方面,結(jié)溫過高使得芯片的發(fā)射光譜發(fā)生移動(dòng),色溫質(zhì)量下降,同時(shí)LED壽命會(huì)大大降低,引起局部器件的熱變形。因此如何通過合理的散熱設(shè)計(jì)控制LED燈具的溫升是保證LED正常工作急需解決的問題。
理論上計(jì)算燈具的散熱情況、燈具所處環(huán)境的流場(chǎng)等是非常困難的,主要是:傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流換熱同時(shí)起著作用,而局部區(qū)域?qū)α魇翘幱诿荛]空腔內(nèi),邊界條件十分復(fù)雜;傳導(dǎo)計(jì)算也需要通過多層導(dǎo)熱物質(zhì)、多層界面,截面積通常不均等,導(dǎo)致熱流線分布、溫度梯度等很難計(jì)算得到;另外,由于LED燈具照明幾何非常復(fù)雜(不規(guī)則),很多變量諸如換熱系數(shù)、熱流矢量圖等等參數(shù),通過解析求解,很難得到,因此計(jì)算LED燈具內(nèi)的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)等是非常困難。
ANSYS Icepak可以按照LED真實(shí)的幾何結(jié)構(gòu),建立相應(yīng)的模型,然后進(jìn)行計(jì)算,得到燈具周圍的流場(chǎng)和溫度分布,燈具各部件得溫度分布云圖等等。LED結(jié)構(gòu)工程師可以對(duì)LED燈具設(shè)計(jì)不同的散熱方案(散熱器),使用Icepak可以模擬仿真得到不同方案的溫度分布,可以有效地指導(dǎo)結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行散熱器方案的選擇,節(jié)約大量的實(shí)驗(yàn)成本和人力成本。
ANSYS Icepak工作原理如下:
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