열 분석 도구
열 분석 소프트웨어는 시스템의 열 상태를 사실적으로 시뮬레이션 할 수 있으며 제품 설계 단계에서 열적으로 시뮬레이션하여 모델에서 가장 높은 온도를 결정할 수 있습니다. 허용 온도를 초과하면 사용 요구 사항을 충족시키기 위해 방열 대책을 개선해야합니다. 이는 설계 비용, 재 설계 및 재생산 비용을 줄이고 제품의 성공률을 높입니다.
현재 ANSYS, FLUENT, EFD, ICEPAK 및 FloTherm과 같은 많은 종류의 열 분석 소프트웨어가 있습니다.
1) 작동 관점에서 EFD는 PRO / E, SW, CATIA 소프트웨어에 내장되어 있습니다. 소프트웨어 모델은 설정이 쉽고 설정이 간단합니다. 엔지니어링에서 대략적인 계산에 유용하지만 소프트웨어는 더 많은 시스템 리소스를 차지합니다. 너무 많이 나눌 수 없으며 계산 정확도가 높지 않습니다.
2) 적용 성 측면에서 ICEPAK은 ANSYS WB12.1에 내장되어있어 일반적인 복잡한 표면을 처리 할 수 있습니다. 모델 가져 오기 기능이 크게 개선되었으며 소프트웨어 작동이 간단합니다. EFD와 마찬가지로 흐름 상태를 수동으로 계산할 필요가 없습니다. 복잡한 메쉬 처리가 빠릅니다.
3) 전자 냉각의 전통에서 FloTherm은 ICSPAK보다 더 넓고 전자 열 분석 시장을 오랫동안 차지해 왔지만 곡면 처리는 어렵습니다. 모델링은 LED 조명기구 설계자에게 중요한 문제입니다.
4) 전문적으로 말하면 ANSYS와 FLUENT는 학문 및 에세이에 선호되는 소프트웨어이며 이론에서 정확한 계산을 강조합니다. ANSYS 소프트웨어는 유한 요소 방법을 기반으로하며 계산 결과의 정밀도가 높습니다. 이론적 기초가 높은 사람들에게 적합하며 수동 프로그래밍 및 최적화 설계를 쉽게 실현할 수 있습니다.
위의 비교를 바탕으로 ANSYS 소프트웨어가 열 분석에 사용되었습니다.
고전력 LED 램프의 열 분석
이 논문에서는 고전력 LED 램프가 연구 모델로 사용됩니다. 등기구의 열 시뮬레이션 분석은 ANSYS 소프트웨어를 사용하여 수행됩니다. 분석 단계는 단순화 된 모델 설정, 경계 조건 설정, 그리드 분할 및 계산입니다.
등기구의 물리적 모델
절강의 특정 LED 회사가 개발 한 고출력 LED 터널 조명이 연구 모델로 선정되었습니다. 램프는 LED 램프 비드, 램프 덮개, 가죽 패드, 거울, 회로 기판, 방열판 및 전원 공급 장치로 구성됩니다.
그중 램프 비드가 통합 패키지 구조에 속하는 그림 2에 나와 있습니다. 각 램프 비드에는 9 개의 GaN 블루 라이트 칩이 포함되어 있으며 3 개의 스트링이 직렬로 연결되어 있으며 칩 표면에 광 보상을 위해 형광체가 코팅되어 있습니다. 칩은 에폭시 수지로 캡슐화되고은 접착제로 구리 방열판에 고정됩니다. 렌즈를 설치하고 전극을 금선으로 연결하십시오. 방열판과 회로 기판은 열전 도성 실리카겔로 연결되며 회로 기판과 방열판은 방열판의 4면에 나사로 고정됩니다. 접촉 열 저항을 줄이기 위해 회로 기판의 중간층과 방열판에도 열 전도성 실리카 겔이 코팅되어 있습니다.
등기구 열 네트워크 모델
램프의 구조에 의해 LED 램프의 방열을 분석하는 세 가지 주요 방법이 있습니다.
1) 칩-형광체 층-에폭시 수지-렌즈-환경;
2) 칩-금선-브래킷-회로 기판-열 실리카 겔-방열판-환경;
3) 칩-은 접착제-구리 방열판-열 실리카 겔-회로 기판-열 실리카 겔-방열판-환경.
봉지 용 에폭시 수지의 열전도율은 0.2 W / (m · k)에 불과하므로 여기서 열처리를 실시한다. 또한 금 와이어의 면적이 매우 작으며 열 전달 효과가 최소화됩니다. 따라서 주요 방열 경로는 세 번째입니다. 즉, 칩에서 방출되는 열은 방열판, 열 전도성 실리카 겔, 회로 기판, 열 전도성 실리카 겔에서 방열판으로 전도되고 방열판. 대류 방식으로 공기를 입력하십시오.
이 연구는 먼저 위의 분석의 주요 열 분산 방법을 기반으로 모델을 단순화합니다. LED 램프 렌즈를 직사각형 평행 육면체로 단순화하여 계산량을 줄입니다. 칩과 방열판 사이의은 페이스트를 0.1 mm의 얇은 판으로 단순화시키는 단계; 램프 비드 및 방열 시트 사이의 열 실리카는 0.3 mm 얇은 판으로 단순화됩니다.
램프의 열 분석
그런 다음 등기구의 적용 상황과 실제 작업 조건에 따라 경계 조건을 결정하십시오.
1) 각 칩의 전력은 1.5W이고 발광 효율은 20 %이므로 칩당 가열 전력은 1.2W, 즉 각 소스의 총 열은 1.2W로 정의됩니다.
2) 조명기구는 터널 조명이며 최대 온도는 100 ° C를 초과하지 않으므로 태양 복사는 고려되지 않습니다.
3) 실제 사용 과정에서 등기구는 자연 대류에 속하는 외부 공기에 직접 설치됩니다. 따라서 인클로저의 6 개면은 개구부로 정의되며 주변 온도는 25 ° C 인 것으로 가정합니다.
등기구의 최대 온도는 칩에 집중되어 있으며 최대 온도는 76.23 ° C입니다. 특정 오류를 고려하면 최대 허용 접합 온도 인 80 ° C를 초과 할 가능성이 높습니다. LED 조명기구의 전류 방열이 상대적으로 열악하고 전류 냉각 시스템을 수행 할 필요가 있음을 알 수있다. 돌리다. 램프의 고온을 분석하는 주된 이유는 회로 기판의 두께가 크고 열전도도가 열악하고 방열 층이 너무 커서 열전도 병목 현상을 일으키고 열이 좋지 않기 때문입니다. 전송되었습니다.