基于二維熱傳導方程的COB-LED散熱器熱模擬

王朝瑞,楊 平,韓 帥,徐新營

(江蘇大學 機械工程學院,江蘇 鎮江 212013)

隨著時代發展,傳統照明光源已難以適應現代社會的需求。例如,因光線穿透力強而常用于道路照明的高壓鈉燈,其中含有重金屬汞,在使用中較易揮發有毒氣體從而危害環境及人體健康。另外,白熾燈、熒光燈等傳統光源的光效已難有更大提高,而耗費的能源與維護費用較高。相比之下,具有高節能、利環保、長壽命等優點的LED則成為了理想照明光源[1],LED光能轉化效率高、可多路供電,相比傳統照明光源更加可靠,且其為固態冷光源,使用壽命也因此更長。LED的環保效益更佳、顯色性更好,被稱為第四代照明光源或綠色光源[2]。由于LED的應用環境復雜,LED器件的可靠性也越來越受重視。引起LED器件損壞的主要原因是因散熱不及時導致的結溫過高[3]。結溫過高會導致LED器件的光性能明顯衰減,具體表現為由于內量子效率降低導致的光效能減少[4]以及因LED波長偏移導致熒光粉吸收率下降和輸出光通量的減少[5]。對于單個LED芯片來說,因為熱量無法有效散出使得熱應力分布不均導致其可靠性迅速下降[6]。所以,需要及時有效地得到LED的溫度分布情況,并對其散熱器結構進行優化,從而進行良好的散熱。

文獻[7]通過仿真與實驗證明了將散熱器與多個壓電風扇結合可有效改善LED的散熱能力。文獻[8]基于仿真軟件研究車燈芯片內部發光源間距與芯片排布間距對LED結溫的影響,并根據實驗優化了芯片之間的間距以降低結溫。……