大功率led封装器件热的分析和散热方式的研究

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2、发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：万方数据摘要摘要LED作为固态照明光源，由于其拥有耗电量少、寿命长、响应时间短、不含汞无污染等众多优点，被广泛应用于交通信号、显示背光、景观装饰、普通照明等领域，成为新一代照明技术的重要发展方向。当前大功率LED封装器件的整体电光转换效率只有15%～35%，而有65%～85%的电能

3、转化为热能。过多的热量会导致结温升高，给LED的实际应用带来诸多不良影响。因此，散热问题成为目前大功率LED产业发展中面临的重要技术难题之一。本文正是针对LED照明应用中遇到的热相关问题展开分析研究。实验分析了LED封装器件的结温变化对其光电性能参数的影响，并对几种散热方式的散热效果通过软件仿真和模拟实验进行了比较。首先，阐述了LED的发展历程、课题的研究背景和意义，在总结LED热相关问题当前国内外研究现状的基础上，提出了本论文课题的研究内容。其次，介绍了LED发光原理和光谱特性；阐述了当前LED封装技术的发展现状和分类；重点归纳了当前照明用白光LED的几种主流制造方式，如蓝光芯

4、片涂覆荧光粉、三基色芯片混合、紫外光芯片激发三基色荧光粉等，并对其相关的技术优势和缺陷方面进行了比较分析；对LED封装技术的近期发展趋势，即高集成化、模块化以及无铅化的发展方向也进行了介绍。然后，在介绍LED封装器件的主要光电热参数以及相应测量原理的基础上，采用积分球光电综合实验系统测试了几种不同封装结构的大功率白光LED封装器件样品在不同结温时的光电参数值，着重分析了结温变化对这几种LED封装器件的正向电压、光通量相对值、发光效率、相关色温、显色指数、光谱功率分布等参数的影响，并结合光谱变化和相关理论进行了阐释说明。实验分析结果表明控制和降低结温对于大功率LED的照明应用有着重

5、要意义，需要对LED封装器件进行有效散热。最后，在对大功率LED封装器件的主要散热途径和常见散热方式及其原理进行介绍的基础上，通过FLOTHERM软件对单纯鳍片热沉和热管热沉进行建模模拟散热，还对风扇散热的可行性和扇叶不同转速时的散热效果进行了实验验证。经过仿真模拟和实验分析可知，相比单纯鳍片热沉散热方式，采用热管和风扇散热方式均可显著降低LED封装器件的结温。但对于功率较小的LED封装器件而言，只需对带散热鳍片的热沉进行合理优化设计，就可满足一般的散热需要。关键字：大功率LED；光电性能；结温；热学模型；散热方式I万方数据摘要AbstractAsasolidstatelight

6、source,LEDhastheadvantagesofpowersaving,longlifetime,shortresponsetime,environment-friendlyandsoon.Therefore,LEDarebeingwidelyusedintrafficsignals,displaybacklight,landscapedecoration,generallightingandotherfields,andbecometheimportantdevelopmentdirectionofnewlightingtechnology.Nowadaysthewho

7、leelectro-opticalconversionefficiencyofhighpowerLEDpackagingmoduleisonly15%～35%,whereas65%～85%ofelectricalpowerisconvertedintoexcessheatpower.ExcessiveheatcouldcausetheincreaseofjunctiontemperatureandbringavarietyofadverseeffectstotheLEDappli