颠覆性技术 中小功率LED新型散热之垂直模式
图5.垂直散热结构LED热模拟温度分布图
本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/221885.htm表1.散热模拟温度数据
由图4、图5及表1可以看出,当同时控制基底温度为60℃和LED工作电流为20mA时,虽然垂直散热模式LED的芯片温度要略高,这是因为所选用的3014LED模型的体积及散热面积均远小于3528 LED,热量过于集中所造成。但垂直散热模式的温差较小,其热阻117 mm²℃/W也远低于传统水平散热156 mm²℃/W,均表明垂直散热模式的散热效率优于水平散热模式。
与传统光源相比,LED固体光源具有效率高、光色纯、能耗低、寿命长,可靠耐用、应用灵活、无污染等优点,目前已被广泛应用于道路照明、家居照明、汽车照明、景观照明等领域。然而良好的散热特性是LED优异性能和稳定可靠的根本保证。温度对LED性能产生重要的影响,包括色温改变、波长红移、效率下降、正向压降等等,因此,热管理对LED的性能、光转换效率以及应用产生重要的影响。本文主要研究新型垂直散热模式LED在光电热特性方面的潜在优点。与传统水平散热模式LED相比,垂直散热结构LED具有亮度高、散热快、光衰小、成本低、稳定可靠的特点,是目前中小功率LED中应用照明光源的发展趋势。
垂直与水平散热模式结构对比
在本文两种不同散热模式LED特性分析中,新型垂直散热模式LED选用目前市场及应用热门的3014LED为例,传统水平散热模式则选用常用的3528LED为例,以做对比分析。
图1和图2分别为垂直散热与水平散热LED的结构示意图,图3所示为两种LED的散热方式示意图。

图1.垂直散热模式结构示意图

图2.水平散热模式结构示意图

图3.水平与垂直散热方式示意图
从图1、图2的结构图中可以看出,3528LED在结构是通过銲接两端电极的焊脚进行散热,散热方式为水平散热。3014LED在结构上是通过底板散热通道进行散热,散热方式主要为垂直散热。图3更清楚的表达了两种不同结构LED 的散热模式。
LED灯珠的热学特性模拟
为了更好的研究对比分析不同散热结构LED的散热情况,我们使用了ANASYS有限元分析模拟软件进行建模及热学模拟分析。
为了能更方便的计算LED的热阻,首先设置底板温度参数为60℃,芯片功率为0.06W,固晶胶KER-3200-TI厚度为0.01mm,驱动电流为20mA进行热分析,水平散热结构 LED及垂直散热结构LED的热分布分别如图4、图5所示。
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