大功率LED封裝器件的熱分析和散熱方式的研究.pdf

1、LED作為固態(tài)照明光源,由于其擁有耗電量少、壽命長、響應時間短、不含汞無污染等眾多優(yōu)點,被廣泛應用于交通信號、顯示背光、景觀裝飾、普通照明等領域,成為新一代照明技術的重要發(fā)展方向。當前大功率LED封裝器件的整體電光轉(zhuǎn)換效率只有15％~35%,而有65%~85%的電能轉(zhuǎn)化為熱能。過多的熱量會導致結(jié)溫升高,給LED的實際應用帶來諸多不良影響。因此,散熱問題成為目前大功率LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展中面臨的重要技術難題之一。
　　本文正是針對LED照

2、明應用中遇到的熱相關問題展開分析研究。實驗分析了LED封裝器件的結(jié)溫變化對其光電性能參數(shù)的影響,并對幾種散熱方式的散熱效果通過軟件仿真和模擬實驗進行了比較。
　　首先,闡述了LED的發(fā)展歷程、課題的研究背景和意義,在總結(jié)LED熱相關問題當前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎上,提出了本論文課題的研究內(nèi)容。
　　其次,介紹了LED發(fā)光原理和光譜特性;闡述了當前LED封裝技術的發(fā)展現(xiàn)狀和分類;重點歸納了當前照明用白光LED的幾種主流制造方式,

3、如藍光芯片涂覆熒光粉、三基色芯片混合、紫外光芯片激發(fā)三基色熒光粉等,并對其相關的技術優(yōu)勢和缺陷方面進行了比較分析;對LED封裝技術的近期發(fā)展趨勢,即高集成化、模塊化以及無鉛化的發(fā)展方向也進行了介紹。
　　然后,在介紹LED封裝器件的主要光電熱參數(shù)以及相應測量原理的基礎上,采用積分球光電綜合實驗系統(tǒng)測試了幾種不同封裝結(jié)構的大功率白光LED封裝器件樣品在不同結(jié)溫時的光電參數(shù)值,著重分析了結(jié)溫變化對這幾種LED封裝器件的正向電壓、光通量

4、相對值、發(fā)光效率、相關色溫、顯色指數(shù)、光譜功率分布等參數(shù)的影響,并結(jié)合光譜變化和相關理論進行了闡釋說明。實驗分析結(jié)果表明控制和降低結(jié)溫對于大功率LED的照明應用有著重要意義,需要對LED封裝器件進行有效散熱。
　　最后,在對大功率LED封裝器件的主要散熱途徑和常見散熱方式及其原理進行介紹的基礎上,通過FLOTHERM軟件對單純鰭片熱沉和熱管熱沉進行建模模擬散熱,還對風扇散熱的可行性和扇葉不同轉(zhuǎn)速時的散熱效果進行了實驗驗證。經(jīng)過仿真