led筒灯散热仿真及光源布局优化研究

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1、2013年6月照明工程学报Jun．2013第24卷第3期ZHAOMINGGONGCHENGXUEBAOVol.24No.3LED筒灯散热仿真及光源布局优化研究1，2陈杰(1.厦门大学物理学博士后流动站，福建厦门361005;2.厦门华联电子有限公司，福建厦门361008)摘要:为了更好地解决LED筒灯散热问题，利用CFD热仿真软件建立LED筒灯散热模型。考虑了的材料导热率设置、热阻计算、辐射率设定、热载荷形式等影响灯具散热因素，然后用数值分析模拟和实验室测试相结合的方法，综合分析灯具散热情况。在此基础上，着重研究LED颗数及LED间距对光源散热的影

2、响，在仿真分析的基础上对现有LED筒灯光源布局进行优化。经过实验测量验证，光源布局优化后的LED工作温度更为理想，能有效提高LED灯具的寿命，对LED筒灯的开发设计具有重要的实践意义。关键词:照明;LED筒灯;散热;建模;仿真中图分类号:TN312.8文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1004-440X.2013.03.013HeatDissipationModelingＲesearchofLEDDownlightandLightSourceLayoutOptimization1，2ChenJie(1.PostdoctoralFl

3、owStationofXiamenUniversity，Xiamen361005，China;2.XiamenHualianElectronicsCo.，Ltd.，Xiamen361008，China)Abstract:InordertosolvetheheatdissipationproblemofLEDdownlight，CFDthermalsimulationsoftwareisusedtoestablishLEDdownlightdissipationmodel．Aftertheconsiderationofthermalconductiv

4、ityofmaterials，thermalresistance，thermalradiationcoefficient，heatloadformsandotherfactors，thenumericalsimulationandcombinedlaboratorytestisusedtoanalysisthelamp'sheatdissipation．Basedonthisanalysis，thepaperisfocusedonthedissipationeffectwiththeLEDnumbersandthemutualdistance．Th

5、enLEDchipslayoutofcurrentLEDdownlightisoptimized．ExperimentverifiestheLEDworkingtemperatureismuchlowafteroptimizationanditmayimprovetheLEDlamplifetimeeffectively．ThemethodmayalsobeusedinthefutureLEDdownlightdesign．Keywords:lighting;LEDDownlight;heatdissipation;modeling;simulat

6、ionz度过高，导致发光效率降低、芯片发射光谱发生1引言红移、色温质量下降、荧光粉的转换效率降［1］低，工作寿命下降甚至可使LED永久失效等［2］LED用于照明存在一个共性的应用难题———问题。当前LED灯具散热方案分为被动散热散热，目前的LED仅有20%～30%的光电转换和主动散热，被动散热方案如自然散热、热管技［3］效率，其余的能量转化为热量。若灯具LED芯片术、均温板技术、回路热管技术;主动散热如［4］中的热量不能有效散发，会使LED芯片PN结温风冷散热、微通道热沉散热、半导体制冷散热基金项目:国家科技支撑计划项目(2011BAE01B10)

7、，863计划项目(2011AA03A109)82照明工程学报2013年6月等。这些散热方案结构相对较大，在道路照明如LED路灯、LED隧道灯等较大的灯具上可作为有效的方法，但LED筒灯由于其体积大小、外观要求、工作环境的限制影响，更多的还是采用自然散热。LED筒灯采用LED作为光源，其结构是在传统筒灯结构基础上进行改进。LED筒灯具备传统筒灯的特点，同时兼有了LED的所有优点:节能、低［5］碳、长寿、显色性好、响应速度快等。LED筒灯的设计更加的美观轻巧，安装时能达到保持建筑装饰的整体统一与完美，不破坏灯具的设置，光源隐图1LED筒灯实物图Fig.

8、1LEDdownlightlamp藏建筑装饰内部，光源不外露。LED筒灯通常采用COB、阵列大功率LED(1W以上)、阵列