LED燈具散熱建模仿真關鍵問題研究（一）

鋁基板絕緣層與回流焊錫層的熱阻進行換算成一等效熱阻R等效，計算公式如下：

進一步，R等效可用等效導熱系數(shù)狉等效來表示，而狉等效可按下式計算：

式中，ri為各層材料導熱系數(shù)，hi為各通道厚度。

文中燈具采用貝格斯鋁基板(絕緣層厚度0.076mm、導熱系數(shù)1W/(K·m))，則等效導熱系數(shù)K等效為2.88W/(K·m)，厚度為0.226mm.

(3)鋁基板通過導熱硅脂或硅膠墊片與散熱器連接，此通道層設置成面接觸熱阻，厚度為0.5mm、導熱系數(shù)為1.5W/(K·m)即可。不同的粘結層材料厚度和導熱系數(shù)都會對LED 工作溫度產生影響，如圖6和圖7所示。

分析可知粘結層厚度越小，粘結材料導熱系數(shù)越高，LED 的工作溫度越低，燈具散熱越好。

3 熱載荷

3.1 熱載荷分布

熱載荷主要分布在兩個地方，LED 光源和電源。LED 光源發(fā)光而產生的熱量是LED 燈具主要熱源處，當前照明用LED 的光電轉換效率ηLED 約30%,亦即70% 左右的LED 輸入功率PLED轉換成熱量，則LED 發(fā)熱量QLED:

而LED 燈具驅動電源中電子元器件同樣也是熱源之一。燈具輸入總功率(P燈)減去PLED求得電源消耗總功率(P電源)，再根據(jù)電源工作效率，即可求出電源發(fā)熱量Q電源：

3.2 熱載荷形式

熱源有兩種表現(xiàn)形式：體熱源和面熱源。25 WLED 筒燈熱載荷17.5W.分別按照兩種熱源形式進行散熱仿真。仿真結果基本相同，如圖8所示，因此，不同的熱源形式對于CFD 散熱仿真分析的影響并不是很大。