Инструмент за термичен анализ
Софтуерът за термичен анализ може реалистично да симулира топлинното състояние на системата и може да се симулира термично по време на фазата на проектиране на продукта, за да се определи най-високата температура в модела. Ако допустимата температура е надвишена, мерките за разсейване на топлината трябва да бъдат подобрени, за да отговарят на изискванията за употреба. Това намалява разходите за дизайн, редизайн и възпроизвеждане и увеличава успеваемостта на продукта.
Понастоящем има много видове софтуер за термичен анализ, като ANSYS, FLUENT, EFD, ICEPAK и FloTherm.
1) От оперативна гледна точка EFD е вграден в PRO / E, SW, CATIA софтуер. Софтуерният модел е лесен за настройване и лесен за настройка. Полезно е за грубо изчисление в инженерството, но софтуерът заема повече системни ресурси. Не трябва да се разделя твърде много и точността на изчисление не е висока.
2) По отношение на приложимостта ICEPAK е вграден в ANSYS WB12.1, който може да се справи с общи сложни повърхности. Функцията за импортиране на модел е значително подобрена, а работата със софтуера е проста. Подобно на EFD, няма нужда ръчно да се изчислява състоянието на потока. Работата със сложни мрежи е бърза.
3) От традицията на електронното охлаждане, FloTherm е по-широк от ICSPAK и отдавна заема пазара на електронен термичен анализ, но е трудно да се обработват извити повърхности. Моделирането е ключов въпрос за дизайнерите на LED осветителни тела.
4) В професионален план ANSYS и FLUENT са предпочитаният софтуер за академични и есета и подчертават точните изчисления от теорията. Софтуерът ANSYS се основава на метода на крайните елементи и резултатът от изчисленията има висока точност. Подходящ е за тези с по-висока теоретична основа и лесно може да реализира ръчно програмиране и дизайн за оптимизация.
Въз основа на горното сравнение софтуерът ANSYS е използван за термичен анализ.
Термичен анализ на LED лампа с висока мощност
В този документ, LED модел с висока мощност се използва като модел за изследване. Топлинният симулационен анализ на осветителното тяло се извършва с помощта на софтуер ANSYS. Етапите на анализа са: установяване на опростен модел, определяне на гранични условия, разделяне на мрежата и изчисляване.
Физически модел на осветителното тяло
Като изследователски модел беше избрана LED мощност на тунел с висока мощност, разработена от определена LED компания в Жеджианг. Лампата се състои от мъниста с LED лампи, капаци на лампата, кожени подложки, огледала, платки, радиатори и захранвания.
Сред тях мънистата на лампата е показана на фигура 2, която принадлежи към интегрираната структура на пакета. Всяко зърно на лампата е опаковано с 9 GaN синьо-светлинни чипа, три низа са свързани последователно, а повърхността на чипа е покрита с фосфор за компенсиране на светлината. Чипът се капсулира с епоксидна смола и се фиксира върху медния радиатор със сребърно лепило. Инсталирайте обектива и свържете електрода със златна жица. Топлинният радиатор и електрическата платка са свързани чрез топлопроводимия силикагел, а платката и радиаторът са фиксирани с винтове от четирите страни на радиатора. За да се намали контактното термично съпротивление, средният слой на платката и радиатора също е покрит с топлопроводим силикагел.
Модел на термична мрежа на осветителни тела
Има три основни начина за анализ на разсейването на топлината на LED лампата по структурата на лампата:
1) чип - фосфорен слой - епоксидна смола - леща - среда;
2) чип - златна тел - скоба - платка - термичен силикагел - радиатор - среда;
3) Чип - сребърно лепило - меден радиатор - термичен силикагел - платка - термичен силикагел - радиатор - среда.
Тъй като топлопроводимостта на епоксидната смола за капсулиране е само 0,2 W / (m · k), топлинната обработка се извършва тук. Освен това площта на златния проводник е много малка, а ефектът на пренос на топлина е минимален. Следователно, основният път на разсейване на топлината е третият, тоест топлината, отделяна от чипа, се провежда от радиатора, топлопроводимия силикагел, електрическата платка, топлопроводимият силикагел към радиатора и след това система за охлаждане. Въведете въздуха по конвективен начин.
Това проучване първо опростява модела въз основа на основните методи за разсейване на топлината от горния анализ: опростяване на лещата на LED лампата в правоъгълен паралелепипед, за да се намали изчислението; опростяване на сребърната паста между чипа и радиатора до тънка плоча от 0,1 мм; мъниста лампа и разсейване на топлината Термичният силициев диоксид между листовете се опростява до 0,3 мм тънка плоча.
Термичен анализ на лампи
След това определете граничните условия в зависимост от ситуацията на приложение на осветителното тяло и действителните условия на работа, както следва:
1) Всеки чип има мощност 1,5 W и светеща ефективност от 20%, така че мощността на отопление на чип е 1,2 W, тоест общата топлина на всеки източник се определя като 1,2 W.
2) Осветителното тяло е тунелна светлина, а максималната температура не надвишава 100 ° C, така че слънчевата радиация не се счита.
3) В процеса на реално използване осветителното тяло се монтира директно във външния въздух, който принадлежи към естествената конвекция. Следователно шестте страни на заграждението са определени като отварящи се, а температурата на околната среда се приема като 25 ° C.
Максималната температура на осветителното тяло е концентрирана в чипа, а максималната температура е 76.23 ° C. Като се има предвид известна грешка, е много вероятно да се надвиши максималната допустима температура на съединението от 80 ° C. Вижда се, че текущото разсейване на топлината на LED осветителното тяло е сравнително лошо и е необходимо да се извърши сегашната охладителна система. да се подобри. Основната причина за анализиране на високата температура на лампата е, че дебелината на платката е голяма, а топлопроводимостта е лоша, а топлоразсейващият слой е твърде много, което причинява затруднение в топлопровода и топлината не е добре предава.