高功率LED高效散热装置实验研究

摘要

节能减排已经成为现代船舶的主要发展方向，LED与其他照明手段相比，具有明显的节能效果，因此现代船舶已经越来越多地采用LED进行照明以达到节能效果。船舶进行照明所用LED的功率越来越高，导致其需要散出的热量也越来越高，有研究表明在LED高于正常温度后，其温度每提高10℃，寿命将减半，可靠性大大降低，如何有效控制其温升已成为相关领域的研究焦点。
　　为解决大功率LED的散热问题，本研究基于重力热管(GHP)和脉动热管(OHP)，首次设计了重力热管和脉动热管相结合的新型散热器。为对其性能进行深入研究，首先对该散热器的核心部件—散热柱进行测试，该散热柱由重力热管和脉动热管复合而成，因此分别对单独重力热管、单独脉动热管以及重力热管和脉动热管复合作用的性能进行了实验研究，研究发现:
　　(1)重力热管、脉动热管和复合作用下，散热柱的热阻均随着输入功率的增加而减小;
　　(2)重力对散热柱的运行具有促进作用，竖直放置的情况下具有更小的热阻;
　　(3)任意功率、任意倾斜角度下，重力热管与脉动热管复合作用下散热柱的热阻都要小于单独重力热管和单独脉动热管作用下的热阻。在散热柱测试的基础上，对所研制的新型散热器与普通散热器进行了对比测试，结果表明:新型散热器的热端温度要低于普通散热器的热端温度，两者的差距随着功率的增加而增大，高效散热器的热阻随着功率的增加而减小，在输入功率为150W时，高效散热器热端温度为90.9℃，普通散热器热端温度达到102.1℃，两者相差11.2℃。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 LED简介

1．1．1 LED的工作原理

1．1．2 LED散热的国内外研究现状

1．2 热管简介

1．2．1 脉动热管

1．2．2 重力热管

1．3 本文主要研究内容

第2章 高功率LED高效散热装置设计与实验步骤

2．1 高效散热器设计方案

2．1．1 重力热管的设计

2．1．2 脉动热管的设计

2．2 散热柱实验装置

2．3 散热柱实验步骤

2．4 高效散热器实验装置

2．5 LED高效散热器的传热性能测试

2．6 本章小结

第3章 散热柱实验结果与分析

3．1 单独重力热管作用时的传热性能研究

3．1．1 输入功率对重力热管传热性能的影响

3．1．2 倾斜角度对重力热管传热性能的影响

3．2 单独脉动热管作用时的传热性能研究

3．2．1 输入功率对脉动热管传热性能的影响研究

3．2．2 倾斜角度对脉动热管传热性能的影响研究

3．3 重力热管与脉动热管复合作用时的传热性能研究

3．3．1 输入功率对复合作用时散热柱的性能影响

3．3．2 倾斜角度对复合作用时散热柱传热性能的影响

3．4 对比分析

3．5 本章小结

第4章 高效散热器装置实验结果与分析

4．1 高效散热器与普通散热器热端温度分析

4．2 高效散热器与实芯散热器热阻分析

4．3 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间公开发表论文

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