基于导热塑料的LED普通照明灯具散热分析

论文摘要

发光二极管(简称LED)是一种能将电能转化为光能的半导体二极管,它以其节能、环保、寿命长、体积小、单色性强、启动时间短等优点,被誉为第四代照明光源,在各领域都有很好的发展前景。然而,LED不同于传统光源,其寿命决定于散热管理的质量。目前,随着新型导热塑料的发展,给LED普通照明灯具的散热设计提供了新的方向。本文从LED的结构入手,介绍现阶段国内外LED灯具的散热技术。介绍现有导热塑料的种类和特性,分析导热塑料作为散热材料的可行性。选用常规的功率LED作为光源(工作电流在100mA以上的发光二极管),用MCPCB作为系统电路板,以MR16射灯作为研究对象,测量导热塑料灯杯下LED的结温和光衰,并与铝制灯杯进行对比。试验结果表明,导热塑料虽然可以作为散热材料,但作为MR16射灯的外部热沉,在3颗LED元件,正向电流350mA的情况下,LED结温达到91.8℃(环境温度30℃),比铝制外部热沉的高4.5℃；光衰速度也相对较高。经过改进(将灯具原先的正向电流从350mA降至310mA),导热塑料灯杯MR16射灯的LED结温也降低至和铝制灯杯基本相同的数值,LED结温保持在84.7℃(环境温度30℃),保证了LED灯具的寿命；同时其照度只降低了9.8%,在对照度要求不是很高的场所,完全可以满足使用需求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 半导体照明
• 1.2 大功率LED的发展
• 1.3 散热对大功率LED的重要性
• 1.4 工程塑料的发展
• 1.5 国内外研究现状分析及存在的问题
• 1.6 本文研究的意义及主要内容
• 第二章 LED灯具基础
• 2.1 LED芯片发光原理
• 2.2 LED光取出效率与芯片结构
• 2.2.1 LED光取出效率
• 2.2.2 LED芯片结构的发展
• 2.3 LED封装技术
• 2.4 白光LED的形成
• 2.5 LED灯具技术
• 2.5.1 电学部分
• 2.5.2 光学部分
• 2.5.3 热学部分
• 2.6 LED灯具的发展现状
• 第三章 LED灯具散热
• 3.1 传热学基础理论
• 3.1.1 热传导
• 3.1.2 热对流
• 3.1.3 热辐射
• 3.2 LED封装散热技术
• 3.2.1 封装结构
• 3.2.2 封装材料
• 3.3 LED灯具散热技术
• 3.4 小结
• 第四章 导热塑料的研究
• 4.1 导热塑料简介
• 4.2 导热塑料于LED灯具的应用
• 4.3 导热塑料的发展现状
• 4.4 导热塑料性能测试
• 4.5 小结
• 第五章 基于导热塑料的散热设计
• 5.1 LED组件及PCB的选取
• 5.1.1 LED组件的选取
• 5.1.2 PCB的选取
• 5.2 搭建MR16射灯
• 5.3 电压法测试结温
• 5.3.1 电压法的介绍
• 5.3.2 电压法测量结温
• 5.4 光衰的测试
• 5.5 设计改进
• 5.6 小结
• 第六章 导热塑料在LED灯具中的应用
• 6.1 国内外的发展现状
• 6.2 存在的问题
• 6.3 未来的展望
• 参考文献
• 致谢