基于LED的照明系統(tǒng)中使用的分析模型的可行性研究

方程7

(7)

式(8)

(8)

方程9

(9)

方程式10

(10)

方程式11

(11)

方程式12

(12)

在公式11中的因子FEN就是增加了外殼的表面積。超過100的任何增加，這個因素意味著，外殼表面也成為波浪狀或波紋。因此，它具有較高的表面積比以前。

第二步驟是計算散熱器溫度。這是通過將控制量到散熱器完成的，如圖5施加一個能量平衡方程，以控制體積得到公式13中，然后求解散熱器溫度，THS。內(nèi)部空氣被假定為充分混合。因此，在公式14中的傳熱系數(shù)被假設為8瓦/平方米·K。

圍繞散熱器控制音量圖片

圖5：圍繞散熱器控制音量。

方程式13

(13)

方程式14

(14)

性圖的圖像從散熱器到LED的結

圖6：從散熱器至LED結抗性圖。

結溫度可以計算施加傳導電阻從LED結到散熱片，如公式15然后可以重新安排，以公式16來計算LED的結溫。

方程式15

(15)

方程式16

(16)

幾個研究已經(jīng)完成分析的照明系統(tǒng)的各種參數(shù)。這些研究的總結列于表3。

將要進行的研究表3匯總

表3：研究的總結被執(zhí)行。

結果

計算結果如表4為不同的案例研究。圖7(a)表示組件之間的溫度差。這給出的最大溫度差的視覺指示并且其中可以改進。圖7(c)表示施加到系統(tǒng)從各種來源的絕對值的熱能。在圖7(D)的值是類似的(c)中，但給定為總數(shù)的百分比。

為基線模型中，研究表明，LED結溫度是上述說明書時LED被在700 mA(S3和S4)和1000 mA的(S5和S6)中運行。當改進的模型進行了分析，結果發(fā)現(xiàn)，該結溫度仍高于規(guī)范1000毫安。然而，對于700個毫安，人們發(fā)現(xiàn)，結溫度是在規(guī)定范圍內(nèi)。當其它溫度進行了檢查，結果發(fā)現(xiàn)，空氣溫度為99℃。這將是太高的風扇，電源，電機和驅(qū)動程序?？紤]135℃，2的最大LED儲存溫度可以得出結論，該LED的組件，例如封裝，是在太高的溫度下進行。

結果表4摘要

表4：結果總結。

系統(tǒng)部件之間的溫度差的圖像

圖7：作為太陽能吸收率(b)和熱能施加到在絕對值(c)所示的系統(tǒng)和總(D)的百分比的函數(shù)的系統(tǒng)的組分(a)，結溫溫差。

雖然以前的研究已經(jīng)表明，700個毫安的LED不是為基準模型可行的，還研究了改變的在外殼壁的太陽能吸收率的影響的改進的模型。雖然熱負荷到系統(tǒng)已經(jīng)減少了272瓦(S11)到188 W(S15)，空氣溫度保持太熱。此外，它們被認為是太亮用于表面以具有0.2的吸收率。隨著時間的推移，該反光將由灰塵層，風生粉塵砂紙的表面而降低。

看一下圖7的溫度差曲線圖(a)在S11中，最大溫差為外殼和周圍環(huán)境之間。它被示于圖7(d)該太陽能負載到外殼是總熱負荷到系統(tǒng)的50%。因為外殼太陽能負載是總負荷的50%，則建議的太陽能屏蔽被用來減少外殼和周圍環(huán)境之間的溫度差。太陽能護罩的缺點是，風將具有系統(tǒng)在一個較小的效果時，沒有太陽能屏蔽存在。在S16中，它表明，在結溫17℃的降低，當系統(tǒng)是在2米/秒的風。

第二大的溫度差是在外殼和內(nèi)部空氣之間。為了降低該溫度差，在外殼內(nèi)的空氣必須能夠沿著所述外殼和圓頂?shù)乃斜砻嬉苿?。這會增加熱傳導系數(shù)，可以通過莫名其妙外殼的內(nèi)部來完成。然而，這必須由計算流體動力學分析。

為基線研究，它表明，在350mA(S1)中，結溫是在規(guī)定范圍內(nèi)為條件的壽命。然而，空氣溫度是相當高的最大條件(S2)。這是通過使用上級模型(S7)的改善。