Termal tahlil vositasi
Termal tahlil dasturi tizimning termal holatini real ravishda taqlid qilishi va modelning eng yuqori haroratini aniqlash uchun mahsulotni loyihalash bosqichida termal simulyatsiya qilinishi mumkin. Agar ruxsat etilgan harorat oshib ketgan bo'lsa, issiqlik tarqalish choralari foydalanish talablariga javob beradigan darajada yaxshilanishi kerak. Bu dizayn, qayta loyihalash va takror ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytiradi va mahsulotning muvaffaqiyat darajasini oshiradi.
Hozirgi vaqtda ANSYS, FLUENT, EFD, ICEPAK va FloTherm kabi termal tahlil dasturlari juda ko'p.
1) Operatsion nuqtai nazardan, EFD PRO / E, SW, CATIA dasturlariga kiritilgan. Dastur modelini sozlash juda oson va sozlash juda oson. Bu muhandislikda qo'pol hisoblash uchun foydalidir, ammo dastur ko'proq tizim resurslarini egallaydi. U juda ko'p bo'lmasligi kerak va hisoblash aniqligi yuqori emas.
2) Qo'llanilishi nuqtai nazaridan ICEPAK ANSYS WB12.1 ichiga joylashtirilgan bo'lib, u umumiy murakkab sirtlarni ishlata oladi. Modelni import qilish funktsiyasi juda yaxshilandi va dasturlarning ishlashi juda oddiy. EFD singari, oqim holatini qo'lda hisoblashning hojati yo'q. Murakkab tortishish tez.
3) Elektron sovutish an'anasidan kelib chiqqan holda, FloTherm ICSPAK-dan kengroq va elektron termal tahlil bozorini allaqachon egallab olgan, ammo egri sirtlarni qayta ishlash qiyin. Modellashtirish LED yoritgichlari dizaynerlari uchun asosiy masaladir.
4) Professional ravishda aytganda ANSYS va FLUENT akademik va insholar uchun afzal qilingan dastur bo'lib, ular nazariyadan aniq hisob-kitoblarni ta'kidlaydi. ANSYS dasturi cheklangan element usuliga asoslangan va hisoblash natijasi yuqori aniqlikka ega. Bu yuqori nazariy asosga ega bo'lganlar uchun javob beradi va qo'lda dasturlash va optimallashtirish dizaynini osongina amalga oshirishi mumkin.
Yuqoridagi taqqoslash asosida termal tahlil uchun ANSYS dasturi ishlatilgan.
Yuqori quvvatli LED chiroqning termal tahlili
Ushbu hujjatda tadqiqot uchun namuna sifatida yuqori quvvatli LED chiroq ishlatiladi. Armatura termal simulyatsion tahlili ANSYS dasturi yordamida amalga oshiriladi. Tahlil bosqichlari quyidagilardan iborat: soddalashtirilgan modelni yaratish, chegara shartlarini belgilash, panjarani ajratish va hisoblash.
Armatura fizik modeli
Tadqiqot modeli sifatida Zhejiang shahridagi ma'lum bir LED kompaniyasi tomonidan ishlab chiqilgan yuqori quvvatli LED tunnel nuri tanlandi. Chiroq LED yoritgichli boncuklar, chiroq qoplamalari, charm yostiqlar, nometall, elektron platalar, issiqlik moslamalari va quvvat manbalaridan iborat.
Ularning orasida chiroq boncuki o'rnatilgan shakldagi paket tuzilishiga tegishli 2-rasmda ko'rsatilgan. Har bir chiroq boncuklari 9 ta GaN ko'k-yorug'lik chiplari bilan o'ralgan, uchta qator ketma-ket ulangan va yorug'lik kompensatsiyasi uchun chipning yuzasi fosfor bilan qoplangan. Chip epoksi qatroni bilan o'ralgan va kumush elim bilan mis issiqlik moslamasiga o'rnatiladi. Ob'ektivni joylashtiring va elektrodni oltin sim bilan ulang. Issiqlik moslamasi va elektron platasi issiqlik o'tkazuvchan silika jeli orqali ulanadi va elektron platasi va issiqlik moslamasi issiqlik moslamasining to'rt tomonidagi vintlar bilan o'rnatiladi. Kontaktli termal qarshilikni kamaytirish uchun elektron plataning o'rta qatlami va issiqlik moslamasi issiqlik o'tkazuvchan silika jeli bilan qoplangan.
Armatura issiqlik tarmog'ining modeli
Chiroqning tuzilishi bo'yicha LED chiroqning issiqlik tarqalishini tahlil qilishning uchta asosiy usuli mavjud:
1) chip - fosfor qatlami - epoksi qatronlar - linzalar - muhit;
2) chip - oltin sim - braket - elektron karta - termal silika jeli - issiqlik moslamasi - atrof-muhit;
3) Chip - kumush elim - mis issiqlik moslamasi - termal silika jeli - elektron karta - termal silika jeli - issiqlik moslamasi - atrof-muhit.
Enkapsulatsiya uchun epoksi qatronlarining issiqlik o'tkazuvchanligi atigi 0,2 Vt / (m · k) bo'lganligi sababli bu erda issiqlik bilan ishlov berish amalga oshiriladi. Bundan tashqari, oltin simning maydoni juda kichik va issiqlik uzatish effekti minimaldir. Shuning uchun, issiqlik tarqalishining asosiy yo'li uchinchi, ya'ni chipdan chiqadigan issiqlik issiqlik tashuvchisi, issiqlik o'tkazuvchan silika jeli, elektron karta, issiqlik o'tkazuvchan silika jelini issiqlik tashuvchisiga o'tkaziladi, keyin esa kuler. Havoni konvektiv tarzda kiriting.
Ushbu tadqiqot birinchi navbatda yuqoridagi tahlilning asosiy issiqlik tarqalish usullari asosida modelni soddalashtiradi: hisoblash miqdorini kamaytirish uchun LED chiroq ob'ektivini to'rtburchaklar parallelepipedga soddalashtirish; chip va issiqlik moslamasi orasidagi kumush pastani 0,1 mm yupqa plastinka bilan soddalashtirish; chiroq boncuklari va issiqlik tarqalishi Plitalar orasidagi termal silika 0,3 mm yupqa plastinkaga soddalashtirilgan.
Yoritgichlarni termal tahlil qilish
Keyin armatura qo'llaniladigan holatga va haqiqiy ish sharoitlariga qarab chegara sharoitlarini quyidagicha aniqlang:
1) Har bir chipning kuchi 1,5 Vt va yorqinligi 20% ni tashkil qiladi, shuning uchun bitta chip uchun isitish quvvati 1,2 Vt, ya'ni har bir manbaning umumiy isishi 1,2 Vt deb belgilangan.
2) Armatura tunnel nuri bo'lib, maksimal harorat 100 ° C dan oshmaydi, shuning uchun quyosh nurlari hisobga olinmaydi.
3) Haqiqiy foydalanish jarayonida armatura to'g'ridan-to'g'ri tabiiy konvektsiyaga tegishli tashqi havoga o'rnatiladi. Shuning uchun, panjaraning olti yuzasi ochilish deb belgilanadi va atrof-muhit harorati 25 ° C deb taxmin qilinadi.
Yoritgichning maksimal harorati chipda to'plangan va maksimal harorat 76,23 ° C darajasida. Muayyan xatoni hisobga oladigan bo'lsak, ulanishning ruxsat etilgan ulanish harorati 80 ° C dan yuqori bo'lishi ehtimoldan yiroq. LED yoritgichning hozirgi issiqlik tarqalishi nisbatan past ekanligini va hozirgi sovutish tizimini amalga oshirish kerakligini ko'rish mumkin. yaxshilang. Chiroqning yuqori haroratini tahlil qilishning asosiy sababi shundaki, elektron plataning qalinligi katta va issiqlik o'tkazuvchanligi past, issiqlik tarqalish qatlami haddan tashqari ko'p bo'lib, bu issiqlik o'tkazuvchanligining yomonlashishiga olib keladi va issiqlik yaxshi emas. uzatiladi.