半导体照明灯具典型散热结构分析与优化  

STRUCTURAL OPTIMIZATION FOR TYPICAL RADIATOR OF SEMICONDUCTOR LIGHTING

作　　者：阎军[1] 孙兴盛 王乜 王舒[1] 毛火华[2] 刘书田[1] 

机构地区：[1]大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室,大连116024 [2]上海科学院,上海200235

出　　处：《固体力学学报》2010年第S1期285-293,共9页Chinese Journal of Solid Mechanics

基　　金：国家自然科学基金项目(10902018;90816025);国家重点基础研究发展计划(2011CB610304);"高档数控机床与基础制造装备"科技重大专项基金(2009ZX04014-034);大连理工大学大学生创新项目国家级项目(2009059)资助

摘　　要：本文在对功率型半导体照明灯具(LED)散热方式进行总结的基础上,分别针对两种典型散热结构,条形散热器和太阳花形散热器实际工作时的温度及周围流场分布进行热解析,通过与实测最高温度的比较,验证了本文所用数值模型和分析方法的正确性.通过对散热结构流场和温度场的分析,找出了原始设计方案的不足并提出改进方案,数值模拟结果显示优化结构可以大大降低灯具的工作温度,同时减轻灯具结构的重量.在此基础上,针对太阳花形散热器,构造了以散热结构重量为目标,以翅片几何参数为设计变量,以最高温度为约束的优化模型,基于参数化建模方法,对散热器结构参数进行了优化设计,给出了满足行业规范要求的散热器最优结构参数设计的图表和拟合曲线,为LED灯具散热器结构的工程设计提供了建议.本文在对功率型半导体照明灯具(LED)散热方式进行总结的基础上,分别针对两种典型散热结构,条形散热器和太阳花形散热器实际工作时的温度及周围流场分布进行热解析,通过与实测最高温度的比较,验证了本文所用数值模型和分析方法的正确性.通过对散热结构流场和温度场的分析,找出了原始设计方案的不足并提出改进方案,数值模拟结果显示优化结构可以大大降低灯具的工作温度,同时减轻灯具结构的重量.在此基础上,针对太阳花形散热器,构造了以散热结构重量为目标,以翅片几何参数为设计变量,以最高温度为约束的优化模型,基于参数化建模方法,对散热器结构参数进行了优化设计,给出了满足行业规范要求的散热器最优结构参数设计的图表和拟合曲线,为LED灯具散热器结构的工程设计提供了建议.

关 键 词：LED 散热结构 热分析 结构优化 

分 类 号：TM923.34[电气工程—电力电子与电力传动]