功率型LED车灯散热装置建模设计及热耦合分析.pdf

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1、功率型LED车灯散热装置建模设计及热耦合分析林卫国，刘依，李转生，杨明忠(武汉理工大学机电工程学院，湖北武汉430070)ModelDesignofHeat—-dissipationDeviceandAnalysisoftheThermalCouplingofthePowerLEDLampLINWei—guo，LIUYi，LIZhuan—sheng，YANGMing—zhong(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，WuhanUniversityofTechnology。Wuhan430070，China)摘要：

2、设计了LED车灯的散热装置三维模型，device；analysisofthethermalcoupling并以此模型用ANSYS软件进行了LED车灯在无任何散热装置、风扇散热、翅片散热器和翅片散热器0引言加风扇4种情况下的热耦合分析，结果表明，功率型LED车灯在翅片散热器加风扇的方式下，LED车灯发光二极管(LED)，从照明领域的显示应用逐的热耦合满足使用要求。由此可以有效进行功率型渐发展到功能性应用。近年来出现的高亮度、超高LED车灯的散热装置设计并做LED车灯热耦合分亮度大功率LED，生产成本也逐步降低，LED逐步析，为低成本高质量设计和制造LED车灯提供

3、一种取代传统卤素灯泡成为汽车车灯新光源是必然趋思路。势【_1]。但是功率型LED车灯同时也存在发光效率关键词：功率型LED；散热装置；热耦合分析低和发热量高的发展瓶颈，改善LED灯具散热主要中图分类号：TP216有两个方面，一是LED自身方面的改进；二是设计文献标识码：A合理的散热装置。以下研究的是功率型LED散热文章编号：1001—2257(2012)01—0017一O3装置的设计建模及分析。Abstract：Thispaperdesignsthethreedimen—sionmodelofLEDlampheat—dissipationdevice，1设计合

4、理的散热装置andanalysesthethermalcouplingofpowerLED由于LED的体积比较小，在同样热流情况下，lampusingANSYSsoftwareinfourconditions热流密度比较大。如一个典型的LED芯片面积约suchasnon—heat—dissipationdevice，coolingfan，为1(mm)。，产生的热量为1J，对应的热流密度高finradiator，deviceoffinradiatorandcoolingfan，达1Ow／m。。因此将功率型LED应用于汽车照theresultindicatesth

5、ethermalcouplingofpower明需要考虑散热的需求[2]。LEDlampsatisfiesindustrytargetinthedeviceof1．1LED自身方面的改进散热finradiatorandcoolingfan．Thepaperpresentthe传统的LED用于指示等用途的5mm封装，封methodcandesignsufficientlythepowerLED装热阻为300~400KW一，用于照明的功率型LEDlampheat—dissipationdevice，andcandoanalysis的封装热阻需要控制在2OKW之下，

6、组成封装的ofthethermalcouplingofpowerLEDlamp，fur—各个部分都需要考虑，如芯片、导线、树脂等]。thermore，canprovideanideatodesignandmanu—LED晶粒只要遇到高温，发光效率就会衰减甚至损facturethepowerLEDlampinlowercostandhigh坏，一般建议的工作温度是在80℃以下。因此在车quality．灯应用时，如何通过高效率的散热技术，让LED车Keywords：powerLEDlamp；heat—dissipation灯能顺利工作，成为设计关键。收稿日期：20

7、11一O9—191．2设计合理的散热装置基金项目：武汉理工大学自主创新研究基金项目资助(2010一ZY—JD一034)在对LED散热结构的设计与改进方面，目前对《机械与电子22012(1)型LED车灯散热装置建模设计及热耦合分LED车灯散热器设计的类型有：热管式散热L4]、风3LED车灯热耦合有限元软件分析扇式散热嘲和热管理散热方式嘲。提出翅片散热器加风扇式散热方式，建立功率热分析是用于确定物体中的温度分布，在进行型LED车灯三维模型，并分别对车灯在无散热装热分析时，需要考虑热量的产生和损失、热通量和热置、风扇散热装置、翅片散热装置及风扇和翅片散热梯度等。在器

8、件内部，若热量的传递是依靠热传导装置情