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登錄ansys散熱模擬論壇的案例
ANSYS Icepak應用于LED球泡燈的散熱模擬計算
對球泡燈設計而言,一個最重要的方面是散熱器的設計。通常散熱器由壓鑄鋁制造(因為它的形狀比較復雜),但是壓鑄鋁的導熱率比較低。因此散熱器經常被設計成體積笨重的模型。如果使用高密度鑄鋁(導熱率與鋁型材接近)來制造散熱器,可以改進LED球泡燈的熱可靠性。
挑戰:LED球泡燈的散熱器通常需要考慮美觀等要求。對不同的散熱器進行必要的簡化(不影響其散熱性能,比如刪除小尺寸倒角、安裝孔等等),使用熱分析軟件建立相應的CFD熱仿真模型,詳細捕捉異形復雜的散熱器幾何結構,進行CFD分析計算,可以預測洞悉LED球泡燈的熱流特性。
結果:在熱分析軟件Icepak中,分別設置散熱器模型為壓鑄鋁和高密度鑄鋁(HDDC),進行兩種工況的CFD模擬計算,可以發現,如果散熱器使用壓鑄鋁,則模型最高溫度為137C;如果散熱器使用高密度鑄鋁,則模型最高溫度為127C,降低了10C。
壓鑄鋁散熱器計算結果
高密度鑄鋁散熱器計算結果
使用Icepak進行熱仿真時,必須建立準確的散熱器熱模型,促使網格精確捕捉散熱器復雜的細節特征,才能得到LED球泡燈準確的CFD計算結果。
將優化后的散熱器放置在更高熱耗的球泡燈上,可以發現,LED球泡的熱性能仍然低于LED燈珠的最高限制。如果在LED鋁基板(PCB板)與鑄鋁散熱器之間添加導熱墊片,LED球泡燈的溫度可以更低,熱可靠性更高。
另外,AAVID使用Icepak對某植物生長照明LED燈進行了熱仿真優化計算,通過計算,發現其溫度較高,LED的壽命減少。
對LED燈珠和電源驅動進行了優化設計,使得其壽命達到10年以上。
作者:王永康,安世亞太高級工程師、ANSYS Icepak產品經理
首發:仿真秀公眾
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