5    结果分析    25
5.1.    LED灯丝空间分布对散热的影响    25
5.2.    LED灯丝芯片排布对散热的影响    26
5.3.    LED灯丝灯罩气体对散热的影响    26
6    结论与总结    27
致谢    28
参考文献    29
1    绪论
1.1     项目背景
LED问世于20世纪60年代初,应用半导体P-N结发光源原理制成,于1964年首次出现红色LED,之后出现黄色LED,而蓝色LED一直到1994年才研制成功。紧接着,1996年,白色LED由日本日亚公司研制成功。至此,LED正式走入大众视野,并在技术更新以及应用领域得到了快速发展。
而对于2013年才开始受到市场热捧的LED灯丝,在2014年因而得到更多企业的青睐,产能规模迅速提升,技术越发成熟,价格也在下降,灯丝价格从4元/条下降到2元/条。曾有人预测,LED灯丝灯将是不可避免的热门产品之一。据了解,LED灯丝灯之所以受到热捧,主要是其外形与白炽灯相仿,迎合了部分有怀旧情结的消费者。另外,LED灯丝灯的灯光在水晶灯、欧式灯等领域也颇能展现白炽灯的效果,因此在这部分领域也有一定的需求。
在LED照明市场上,LED照明厂商处于一种尴尬的境地,一方面,国家对LED产业全力扶持;另一方面,因为LED照明灯具的生产成本居高不下,目前LED照明产品的零售价格过高,还难以使LED照明灯具走进千家万户。正是在这样的背景下,LED灯丝的出现解决了这种矛盾——独特的造型和极高的性价比让LED照明厂商有了极大的价格掌控空间。而且,从另一方面说,LED灯丝灯极大地简化了灯具的生产流程,从而降低了传统灯具厂商向LED照明领域转型的壁垒。
本文就是在这样的背景下,针对目前LED灯丝灯的通病——散热问题,通过建模软件与热模拟软件,改变LED灯丝灯的影响因素,分别进行散热模拟分析,经过对比不同因素影响下模拟得出的LED灯丝灯的散热情况,进而得出相对理想的散热结构,为LED灯丝灯的推广作出自己的贡献。
1.2     研究现状与发展趋势
1.2.1 目前LED散热方式方法
1.2.2 目前LED灯丝光源散热问题及发展状况
1.2.3 LED灯丝散热目前的主要技术及存在的主要问题
1.2.4 本课题要解决的问题及解决的方式方法
本课题研究的LED灯丝光源的散热设计就是在这样的大背景下,通过软件设计灯丝的不同条数、不同空间分布以及不同灯罩气体的情况下,模拟其散热情况,进而优化数据参数,改善LED灯丝的散热情况,最终总结出各种变量参数对LED灯丝散热的影响,提出具有良好散热效果的LED灯丝光源的设计方案。
1.3     研究目的及意义
目前散热问题是限制大功率LED照明发展的一个重要因素。LED属于半导体发光器件,随着自身温度的变化,其特性会有明显的变化。研究表明,LED的结温越高,光源越早出现光衰,寿命就越短。若以光衰降至70%时作为LED正常使用的标准,当结温为65℃时,LED寿命更可达到9万小时~10万小时;结温升到75℃,寿命降至5万小时;结温为95℃时,寿命为2万小时;当结温为105℃时,光源寿命只有一万多小时。由此看来,延长LED光源寿命的关键因素之一就是要降低结温,改善LED灯具的散热效果。
LED 在电源的驱动下,不仅产生光能,还产生大量热能。对于 LED 芯片来说,体积较小,其本身的导热能力较差,产生的热量不能及时传导出去,因此会产生很高的结温。另外,由于 LED 封装面积小,通过对流和辐射的散热少,也使 LED 光源积累了大量的热,使 LED 光源的温度升高。
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