大功率LED燈具散熱器設計與應用
大功率半導體(LED)照明的散熱問題一直是阻礙其發展的瓶頸問題之一。為了解決這個難題,本技術提出了一種新型的燈具封裝結構和一種復合式散熱器,該散熱器結合了金屬導熱快,聚合物易于制作復雜的表面微結構,增加散熱面積等特點,提高了散熱能力。本技術研究內容如下:1.大功率LED球泡燈散熱器設計。本技術創新性的提出了一種新型的芯片和燈具的封裝結構,采用金屬芯片基柱與聚合物散熱外殼的結構組合式換熱器,減小了芯片與外殼連接的接觸熱阻,充分利用金屬導熱快,聚合物外殼散熱快的特點,有效地解決了功率為3W和7W的LED球泡燈的散熱問題。2.針對集成式大功率LED路燈的特點,設計了一種聚合物散熱器,對翅片厚度、長度、高度等幾何參數,以及表面輻射率和熱導率對散熱器性能的影響進行了研究,并得到了優化后的散熱模型,經過數值模擬發現其能夠滿足100W LED路燈的散熱要求,并具有成本低、輕便、抗腐蝕等優點。3.大功率電子器件的聚合物微通道板式散熱器設計。該散熱器創新性的采用聚合物與金屬結合的形式,并采用寬度為0.3mm的微通道作為主要散熱結構,該結構能夠有效的增加相同外形尺寸的散熱器的換熱面積。利用聚合物微注塑加工方法制作了散熱器樣品。4.對大功率芯片散熱器測試試驗系統設計。該系統可以提供穩定的冷卻介質,可對實驗中需要的數據進行測量、顯示及儲存,能夠實現對LED芯片的控制。
北京化工大學
2021-02-01