基于自重式热管的LED工矿灯散热研究

摘要

LED以其长寿命、高可靠性、节能、环保等相对于传统照明光源的巨大优势,掀起了二十一世纪通用照明领域的一场革命。但是LED芯片的光电转化效率为15％~20%,大部分将以热的形式耗散出去,LED的散热问题就成为设计与研究中的重中之重。
　　随着LED工矿灯功率的增大,传统散热方法很难满足更高热流密度散热的要求。传统的LED工矿灯散热方法主要依靠铝制散热鳍片与周围空气进行热对流自然换热,翅片温度分布不均匀,散热效率比较低。而自重式热管具有很高的导热性、良好的均温性、工作方向性等特点,成为解决大功率LED工矿灯散热问题很有前途的技术之一。
　　本文结合LED工矿灯通过以下几个方面对自重式热管散热性能进行了研究:
　　(1)基于自重式热管的特点,结合大功率LED工矿灯的结构与散热特点,提出了自重式热管散热器设计方案。
　　(2)设计制作了一种铜材质自重式热管,通过实验测试对比了水和乙醇作为工作介质的工作特性。
　　(3)选取太阳花自重式热管散热器设计方案,将自重式热管嵌入到传统的100WLED工矿灯的散热器中。在不改变LED工矿灯外观的前提下,通过实验对比测试了LED工矿灯的芯片结温及散热器的温度分布情况。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 LED发热原理及热阻理论

1.3 LED散热研究现状

1.4 自重式热管介绍

1.5本文的主要研究内容

2 自重式热管散热器设计方案

2.1 太阳花自重式热管散热器

2.2 一体式自重式热管散热器

2.3 热电隔离自重式热管散热器

2.4 本章小结

3 自重式热管散热器制造

3.1 自重式热管设计制造

3.2 工作介质的选择

3.3 实验装置及实验过程

3.4 本章小结

4 实验结果及分析

4.1 热管结构与实心结构热阻计算对比

4.2 不同工质传热性能对比

4.3 LED光源引脚温度对比

4.4 LED光源表面温度分布对比

4.5 散热器表面温度分布对比

4.6 本章小结

5 结论与未来研究展望

5.1 结论及创新点

5.2 未来研究展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士期间发表的论文