针对大功率LED路灯散热的三方面实验研究内容

通过实际的应用，论证了较大功率LED路灯具有节能、环保、长寿命、亮度色温可调、高演色性等优点。随着LED技术的成熟,效率的持续提升,LED固态照明是趋势,也是节能的最佳方案。LED路灯照明系统的节能特性主要由LED芯片和电源决定。然而,LED芯片和电源模块集成在一起,一般空间狭小,散热较差,LED芯片和电源都是发热体,使得环境温度较高。因此,本文通过改善LED路灯系统的散热条件、提高LED的发光效率和电源的效率来降低环境温度,使LED电源与LED芯片的寿命相匹配,实现真正的节能、环保、长寿命。

下面说说主要的三方面研究内容:

1.大功率LED路灯热电关系实验研究。以先串后并为连接方式的大功率LED路灯为对象,实验研究恒流和恒压两种供电方式下,功率分布和温度分布的关系。搭建LED路灯热电关系研究实验平台,分析实验结果。由结果得知,恒流条件下,LED结温与正向电压存在明显的线性关系,验证了LED的压降特性,且可尝试用大电流测量LED的结温,有别于传统小电流测量。恒流驱动与恒压驱动相比,电源总输出功率较稳定,然而,多路LED之间,由于温度分布不均,对应功率分布互相牵制,温度高的那一路LED占据较高的功率,容易形成恶性循环。因此,散热均衡性设计对大功率LED路灯整体品质的提高有着十分重要的意义。

2.大功率LED路灯散热器优化设计。以某公司150W大功率LED路灯为研究对象,建立散热器热阻网络模型,理论设计满足散热要求的散热器。在此基础上,利用Icepak热分析软件对其进行优化设计。验证现有散热器设计的合理性,得出理论计算结果与优化结果相对吻合,说明在散热器设计中,理论计算是比较重要的一环。结合软件优化能降低研发成本,缩短研发周期,提高研发效率。

3.大功率LED路灯电源模块散热设计。在设计好大功率LED电源电路的基础上,分析其热流路径和相关热阻,以最短热流路径为目标,从结构上设计两种电源散热装置。针对电源散热的狭小空间,尝试性地把微小型热管用于LED电源模块散热。结果表明,两种方案都能满足电子设备热设计要求,而运用微小型热管的装置其散热性能较另一方案有5℃左右的改善。

以上关于大功率LED路灯的电子散热资料由华南理工大学的硕士学位者的设计研究大纲。