| LED電源過熱分析以及散熱原理 |
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LED燈具驅(qū)動電源是保證LED正常工作的必備 組件，而溫度是影響開關(guān)電源電路可靠性的關(guān)鍵因 素之一，LED照明燈具通常采用開關(guān)電源來實(shí)現(xiàn)輸 出和輸入的電壓電流控制，隨著燈具功率的不斷提 升，更多高頻高功率密度的驅(qū)動應(yīng)用在照明燈具中， 這必然導(dǎo)致開關(guān)電源中的功率器件因工作而產(chǎn)生更多的熱量，若不進(jìn)行有效控制和排除，將影響到整個驅(qū)動的壽命和可靠性，甚至部分會出現(xiàn)溫升超過極限值導(dǎo)致元器件的失效， 對LED燈具及其電源產(chǎn)品進(jìn)行熱設(shè)計(jì)和熱分析已引重視，但傳統(tǒng)的熱設(shè)計(jì)通常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算，待生產(chǎn)出成品后再通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)，而產(chǎn)品若不能滿足要求，就要經(jīng)歷修改、再設(shè)計(jì)、再生產(chǎn)、再檢驗(yàn)，顯然，這種傳統(tǒng)的熱設(shè)計(jì)方法已不能滿足現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求，因此，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段對其進(jìn)行有效的熱仿真是非常必要的， 熱分析軟件能夠比較真實(shí)地模擬系統(tǒng)的熱分布狀況，能夠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段對其進(jìn)行熱仿真，確定模型中的溫度最高點(diǎn)，通過對模型進(jìn)行修改或采取必要的散熱措施，消除其過熱問題，使其最高溫度在允許的溫度范圍內(nèi)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，隨著LED照明應(yīng)用的快速發(fā)展，傳統(tǒng)熱設(shè)計(jì)方法已滿足不了需求，因而在LED行業(yè)內(nèi)引入當(dāng)代電路常用的熱分析及熱設(shè)計(jì)技術(shù)，采用流體力學(xué)CFD仿真手段對電源組件溫度場、熱應(yīng)力進(jìn)行分析，并對其進(jìn)行散熱優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以極大縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，并且很大程度上提高LED電源的經(jīng)濟(jì)性及可靠性，因此，本文將采用CFD散熱模擬仿真分析的方法，建立驅(qū)動電源散熱仿真模型，研究電源外殼開孔或電源灌膠的方法對驅(qū)動電源散熱環(huán)境的改善情況，通過仿真實(shí)驗(yàn)得出的研究結(jié)果將有效指導(dǎo)實(shí)際工程應(yīng)用， LED驅(qū)動電源散熱建模 電源發(fā)熱量計(jì)算方法中，由燈具輸入總功率減去LED輸入功率求得電源消耗總功率，即電源=燈－LED，驅(qū)動電源為LED燈具提供電源輸出，但因其本身也為一個功耗器件，所以驅(qū)動電源也存在熱量及熱傳遞現(xiàn)象，電源功率器件的損耗主要包括開關(guān)損耗、導(dǎo)通損耗和柵極驅(qū)動損耗，如變壓器的鐵心損耗和線圈損耗、驅(qū)動IC芯片導(dǎo)通損耗、開關(guān)MOS管的開關(guān)損耗等， 現(xiàn)有40WLED玉米燈產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，CFD散熱仿真建模方法，開關(guān)電源各元器件材料參數(shù)及主要熱參數(shù)設(shè)置如表2所示 散熱仿真建模必須與實(shí)際的LED燈具工作溫度測量相結(jié)合，用以修正設(shè)定的材料參數(shù)、光電特性參數(shù)、環(huán)境邊界條件等，才能準(zhǔn)確地預(yù)測LED燈具溫度，通常溫度測試儀分為接觸式和非接觸式兩大類，前者感溫元件(傳感器)與被測介質(zhì)直接接觸，如熱電偶等;后者感溫元件不與被測介質(zhì)接觸，如熱像儀等，紅外熱像儀可較為準(zhǔn)確測量外表面溫度且可直觀顯示LED燈具溫度場連續(xù)分布，而熱電偶可以精確測量若干點(diǎn)溫度值以及LED燈具內(nèi)部元器件溫度，二者相互結(jié)合可滿足現(xiàn)有LED燈具溫度測量需要，也可間接有效地測量出材料表面輻射系數(shù)，便于散熱仿真參數(shù)設(shè)置，本文中由于電源內(nèi)置，因此只能采用接觸式熱電偶進(jìn)行測量，仿真溫度及實(shí)測溫度對比各元器件實(shí)測溫度與計(jì)算結(jié)果偏差均小于2%，
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