Verktøy for termisk analyse
Programvare for termisk analyse kan simulere systemets termiske tilstand og kan simuleres termisk under produktdesignfasen for å bestemme den høyeste temperaturen i modellen. Hvis den tillatte temperaturen overskrides, bør varmespredningstiltakene forbedres for å oppfylle kravene til bruk. Dette reduserer kostnadene for design, redesign og reproduksjon, og øker suksessraten for produktet.
For tiden er det mange typer programvare for termisk analyse, som ANSYS, FLUENT, EFD, ICEPAK og FloTherm.
1) Fra operasjonelt synspunkt er EFD innebygd i PRO / E, SW, CATIA programvare. Programvaremodellen er enkel å sette opp og enkel å sette opp. Det er nyttig for grov beregning innen prosjektering, men programvaren bruker mer systemressurser. Det skal ikke deles for mye, og beregningsnøyaktigheten er ikke høy.
2) Når det gjelder anvendbarhet, er ICEPAK innebygd i ANSYS WB12.1, som kan håndtere generelle komplekse overflater. Modellimportfunksjonen er forbedret kraftig, og programvaredriften er enkel. I likhet med EFD er det ikke nødvendig å manuelt beregne strømningstilstanden. Håndtering av komplekse nett er raskt.
3) Fra tradisjonen med elektronisk kjøling er FloTherm bredere enn ICSPAK og har lenge okkupert det elektroniske markedet for termisk analyse, men det er vanskelig å behandle buede overflater. Modellering er et sentralt spørsmål for designere av LED-armaturer.
4) Profesjonelt sett er ANSYS og FLUENT den foretrukne programvaren for faglige og essays, og de legger vekt på nøyaktige beregninger fra teori. ANSYS-programvaren er basert på den endelige elementmetoden, og beregningsresultatet har høy presisjon. Det er egnet for de med høyere teoretisk grunnlag og kan lett realisere manuell programmering og optimaliseringsdesign.
Basert på sammenligningen ovenfor ble ANSYS-programvaren brukt til termisk analyse.
Termisk analyse av en LED-lampe med høy effekt
I dette papiret brukes en kraftig LED-lampe som modell for forskning. Den termiske simuleringsanalysen av armaturen utføres ved bruk av ANSYS-programvare. Analysetrinnene er: etablere en forenklet modell, sette grensevilkår, dele nettet og beregne.
Fysisk modell av armaturen
Et kraftfullt LED-tunnellys utviklet av et visst LED-selskap i Zhejiang ble valgt som forskningsmodell. Lampen består av LED lampepærer, lampedeksler, lærputer, speil, kretskort, kjøleribber og strømforsyninger.
Blant dem er lampepæren vist i figur 2, som tilhører den integrerte pakkestrukturen. Hver lampe perle er pakket med 9 GaN blålysflis, tre strenger er koblet i serie, og overflaten av brikken er belagt med fosfor for lyskompensering. Brikken er innkapslet med epoksyharpiks og festet på kobberens varmeavleder med sølvlim. Installer linsen og koble elektroden med en gulltråd. Kjøleribben og kretskortet er koblet sammen med den varmeledende silikagel, og kretskortet og kjøleribben er festet med skruer på de fire sidene av kjøleribben. For å redusere den termiske motstandskontakten er midtsjiktet på kretskortet og kjøleribben også belagt med den termisk ledende silikagel.
Armatur termisk nettverksmodell
Det er tre hovedmåter å analysere varmespredningen av LED-lampen med lampens struktur:
1) brikke - fosforlag - epoksyharpiks - linse - miljø;
2) brikke - gulltråd - brakett - kretskort - termisk silikagel - kjøleribbe - miljø;
3) Spon - sølvlim - kobber kjøleribbe - termisk silikagel - kretskort - termisk silikagel - kjøleribbe - miljø.
Siden den termiske ledningsevnen til epoksyharpiksen for innkapsling bare er 0,2 W / (m · k), utføres varmebehandlingen her. I tillegg er området med gulltråden veldig lite, og varmeoverføringseffekten er minimal. Derfor er den viktigste varmeavledningsveien den tredje, det vil si at varmen som sendes ut av brikken føres av kjøleribben, den termisk ledende silikagel, kretskortet, den termisk ledende silikagel til kjøleribben, og deretter kjøleribbe. Gå inn i luften på en overbevisende måte.
Denne studien forenkler først modellen basert på de viktigste varmespredningsmetodene i analysen ovenfor: forenkler LED-lampelinsen til en rektangulær parallellpiped for å redusere beregningsmengden; forenkle sølvpastaen mellom brikken og kjøleribben til en tynn plate på 0,1 mm; lampe perler og varmeavledning Den termiske kiseldioxiden mellom arkene er forenklet til en 0,3 mm tynn plate.
Termisk analyse av lamper
Bestem deretter grensevilkårene i henhold til armaturens påføringssituasjon og de faktiske arbeidsforholdene som følger:
1) Hver brikke har en effekt på 1,5 W og en lyseffektivitet på 20%, så varmekraften per brikke er 1,2 W, det vil si at den totale varmen til hver kilde er definert som 1,2 W.
2) Armaturen er et tunnellys, og maksimumstemperaturen overstiger ikke 100 ° C, så solstråling blir ikke vurdert.
3) I selve bruksprosessen er armaturen direkte installert i uteluften, som tilhører den naturlige konveksjonen. Derfor er de seks flater av innhegningen definert som åpning, og omgivelsestemperaturen antas å være 25 ° C.
Den maksimale temperaturen på armaturen er konsentrert ved brikken, og den maksimale temperaturen er så høy som 76,23 ° C. Tatt i betraktning en viss feil, vil det sannsynligvis overskride den tillatte maksimale temperaturen på 80 ° C. Det kan sees at den nåværende varmeavledningen av LED-armaturen er relativt dårlig, og det er nødvendig å utføre det gjeldende kjølesystemet. forbedre. Hovedårsaken til å analysere lampens høye temperatur er at tykkelsen på kretskortet er stor og varmeledningsevnen er dårlig, og varmeavledningslaget er for mye, noe som forårsaker en flaskehals i varmeledning, og varmen er ikke bra overført.