FloEFD热模拟LED灯丝光源散热设计(2)
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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