一种嵌入式LED筒灯散热优化设计方法研究与实现

本文针对LED嵌入式照明筒灯进行了散热优化，使用FloEFD热仿真软件对该灯具的翅片式散热器结构进行模拟分析，探索了散热器底座厚度、翅片高度、翅片数量、通风孔数量等单个因素对散热器性能的影响。并使用正交试验法针对上述4个因素设计了组合实验，通过热学仿真模拟得到对应的实验结果，对数据进行了极差分析后最终得出散热器底座厚度、翅片高度、翅片数量、通风孔数量4个主要因素对散热器散热效果影响程度。并由大到小依次排序为：翅片高度>通风孔数量>散热器底座厚度>翅片数量。经对比实验极差值R并分析因素水平趋势图后，得到最优改善方案：当散热器底座厚度22.5 mm,翅片高度50 mm,翅片数量35个，通风孔数量24个时，散热器的性能最优。在环境温度25℃下，LED芯片的tc点由未改善前的46.13℃降低为43℃。同时对于LED照明灯具在实际生产中导热膏涂覆厚度、导热膏的导热系数及表面的处理工艺对LED灯具散热影响进行了相应研究。实验模拟结果表明：导热膏厚度应控制在0.2 mm以下；灯具产品中使用的导热膏导热系数选择1 W/（m·K）～2 W/（m·K）时，产品性价比相对较高；若最终LED照明灯具需要表面处理，良好的表面处理工艺对LED成品灯具的温度影响较大。