大功率LED照明灯具的配光与散热研究分析

2014-03-27 00:01

　　我们知道散热方式通常有两种：第一种是主动式散热，即通过外加风扇、水冷或者热管回路、微通道致冷、半导体致冷等强迫致冷的方法等来进行散热，其特点是散热效率高，散热器体积小，结构紧凑。缺点是会增加额外的功耗，并且考虑到灯具有防护等级等要求，还会增加灯具设计的难度；第二种是被动式散热，主要依靠空气的自然对流，通过散热片将热源产生的热量自然散发到空气中，其散热的效果与散热片大小相关。这种方式结构简单，但散热效率比较低。对于照明系统来说，由于该散热方式容易和灯具结构相结合，结构相对比较简单，并且不需要额外的功耗，同时出于加工、材料成本，维护系数等方面的综合考虑，所以使用被动散热的整体成本相对较低。

　　目前主流方向还是采取第二种方式，通过合理设计散热器来最大限度的满足照明系统的散热要求，同时最大限度地节约成本。本公司销售的一款大功率LED路灯散热器进行具体的优化设计，该散热器由两个相同的模块构成。大功率LED照明灯具的优化设计散热器的外观如图3所示。

　　图3 大功率LED照明灯具的优化设计散热器

　　总结：大功率LED是近几年来研究应用的热点之一，尤其是大功率LED芯片出现以后，大功率LED应用于照明领域大有替代传统照明的趋势。目前LED仍然面临驱动电源设计、配光设计和散热设计方面的问题。本文针对朗伯型大功率白光LED进行了二次光学设计，分别设计实现均匀圆斑和均匀矩形斑的自由曲面透镜。同时本文亦对大功率LED散热进行了研究，阐述了运用ANSYS优化功能编写程序对大功率LED平板散热器的优化过程，并给出了一个具体产品的设计方案。

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