热管换热器用于LED冷却系统的试验研究.pdf

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1、62FLUIDMACHINERYVo1．40，No．9，2011文章编号：1005—0329(2011)09—0062—04热管换热器用于LED冷却系统的试验研究勾昱君，刘中良，钟晓晖(1．北京工业大学教育部传热强化与过程节能重点实验室，北京100124；2．唐山学院，河北唐山063000；3．河北联合大学，河北唐山063009)摘要：研发了一种将大功率发光二极管(LED)散热和热管传热相结合的用于大功率LED冷却的热管散热器，并对设计出的热管散热器的传热性能进行了试验研究。结果表明，该热管散热器具有良好的散热能力，在输入功率为50W的情况下能控

2、制节点温度在70~C以下，而且热管换热器的散热能力和工作倾角有密切关系，倾角越小，散热能力越好，垂直使用时散热能力最差，最后从理论上加以分析。关键词：LED冷却；热管；结点温度；工作倾角中图分类号：TK124文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2011．09．014ExperimentalStudyofHeatPipeExchangerforHighPowerLEDCoolingSystemGOUYu-jun一，LIUZhong—liang，ZHONGXiao．hui(1．TheEducationMimstry

3、KeyLaboratoryofEnhancedHeatTransferandEnergyConservation，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100022，China；2．TangshanCollege，Tangshan063009，China；3．HebeiUnitedUniversity，Tangshan，063009China)Abstract：AnewcoolingconceptforhishpowerLEDbycombiningtheheatreleaseofhighpowerLEDwith

4、two—phaseheattransferheatpipeswasproposed，andinthisstudyanewtypeofheatpipewithspecificfinsstructurewasdeveloped．Throughexperimentalresults，wefoundthenewheatpipeheatexchangerhasthefeaturesofhigheficiencyofheatdissipationandcorn—pactconstructionwhichmeetsthedemandofheatdissipat

5、ionforhighpowerLED．WealsofoundtheheatdissipationperformanceoftheHPheatexchangerchangedwiththeworkangle．Keywords：highpowerLED；heatpipe；workangle；heattransfercoeficient．1前言转换成了热量，为了保证器件的寿命，一般要求结点温度在110℃以下。目前制作的满足照明用大随着MOCVD外延生长技术、多量子阱功率LED的芯片尺寸大多在1Bin×1mm以上，(MQW)结构、GaN基材料及封装技术的

6、发展，热流密度超过了100W／cm，若不及时将热量转发光二极管(LED)的应用已由显示领域逐渐转移移，热量的聚集会导致LED结点温度的升高，而进入到照明领域。LED具有高效、节能、环保、寿结点温度直接影响到器件的出光效率、峰值波长、命长、响应速度快等特点，被认为作为照明光源器件寿命等。因此解决LED的散热成了大功率必将成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之LED发展照明用途的首要问题。后的第4代光源，市场前景十分广阔。然而，与现国内外很多学者也先后开展了不同形式散热有照明灯具相比，发光效率特别是光提取效率低装置对LED散热性能的研究¨I2J。对

7、于小功率和散热能力差是照明用大功率LED(功率大于LED常规的散热方法大多采用直接固体外部热1W)面临的主要技术瓶颈。目前LED的发光效沉的方法或是通过LED引线将热量散出去，这种率仅能达到10％一20％，还有80％一90％的能量通过自然对流散热方式，换热系数低，对于目前满收稿日期：2011—04—06资助项目：北京市自然科学基金资助项目(3073014)；2011年度河北省自然科学基金资助项目(E2011209050)；2010年度唐山市科学技术研究与发展计划项目(10110225C)2011年第40卷第9期流体机械63足照明用大功率LED热流

8、密度较高的情况，已不源。在上部矩形铜柱的四个侧面各设置4排测温能满足要求。同时，对于照明用的大功率LED，孔，孔深5mm，孔径1mm，孔