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LED灯具散热建模仿真关键问题研究

2013-10-19 00:01
路过的码农
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  4.2 散热材料辐射率

  不同材料的热辐射系数γ是不相同的,即使是同种材料不同表面处理工艺,其热辐射系数也不尽相同[14],因此在CFD散热仿真时,必须明确材料及其表面处理情况。仿真分析了7WLEDPAR16射灯的散热器表面辐射系数分别为0.95、0.9、0.85、0.8、0.7、0.6、0.5的温度场情况,图10和图11给出了LED工作温度、散热器平均温度随散热材料辐射系数的变化趋势。观察仿真结果可以发现,当材料辐射率在0.80以上变化时,LED工作温度、散热器平均温度并未出现较大的变化,说明对于铝制散热器,材料辐射率达到0.80即可;而当材料辐射率在0.80以下时,LED最大温度、散热器平均温度随材料辐射率呈线性变化关系,辐射率越低,温度越高。因此,在产品散热材料选择时,可以表面辐射率0.80为参考。

LED灯具散热建模仿真关键问题研究

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  5 仿真数据与实验室测量验证

  利用CFD仿真软件分别对7WLEDPAR16射灯、14WLEDPAR30射灯进行散热仿真,根据实验室环境温度,将室温和固体初始温度均设置为29℃,仿真结果如图12、图13所示。实验室温度测量采用8通道热电耦测温仪TP700,测量环境为无人走动恒温密闭实验室,环境温度为29℃。将实验室温度测量结果与CFD仿真结果进行比较,如表1、表2所示。

LED灯具散热建模仿真关键问题研究

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  通过表1和表2的比较可以得出,仿真温度与实验室测量温度误差最大也仅有4.17℃,最小为0.17℃,说明本文所建立的LED灯具散热模型比较符合实际工作情况,仿真精度比较高。同时,通过仿真还发现LED灯具驱动电源工作温度过高,在后续产品开发过程中还可以有针对性地解决电源散热问题,提升LED照明灯具产品的寿命和可靠性。

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  6 结论

  边界条件设置、热阻计算、热量载荷分析和散热器等问题是LED灯具CFD仿真分析中的关键步骤,需要结合实验室温度测量进行验证和修正,才能得出较为准确的散热模拟仿真分析结果。CFD散热仿真结果对LED灯具开发设计具有重要的参考价值和指导作用,可以缩短研发周期、降低开发设计费用、提升LED灯具产品的可靠性和竞争力。

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