Alat za termičku analizu
Softver za termičku analizu može realno simulirati toplinsko stanje sustava i može se termički simulirati tijekom faze dizajna proizvoda kako bi se odredila najviša temperatura u modelu. Ako je dopuštena temperatura prekoračena, mjere raspršivanja topline treba poboljšati kako bi se ispunili zahtjevi za uporabu. To smanjuje troškove dizajna, redizajna i reprodukcije, a povećava i uspješnost proizvoda.
Trenutno postoji mnogo vrsta softvera za toplinsku analizu, poput ANSYS, FLUENT, EFD, ICEPAK i FloTherm.
1) S operativnog stajališta, EFD je ugrađen u PRO / E, SW, CATIA softver. Softverski model je jednostavan za postavljanje i jednostavan za postavljanje. Korisno je za grubi izračun u inženjeringu, ali softver zauzima više resursa sustava. Ne smije se previše dijeliti, a točnost izračuna nije visoka.
2) U pogledu primjenjivosti, ICEPAK je ugrađen u ANSYS WB12.1, koji može podnijeti općenito složene površine. Funkcija uvoza modela uvelike je poboljšana, a rad sa softverom jednostavan. Poput EFD-a, nema potrebe ručno izračunavati stanje protoka. Rukovanje složenim mrežama je brzo.
3) Iz tradicije elektroničkog hlađenja FloTherm je širi od ICSPAK-a i dugo je okupiran na tržištu elektroničkih toplotnih analiza, ali teško je obraditi zakrivljene površine. Modeliranje je ključno pitanje za dizajnere LED svjetiljki.
4) Profesionalno gledano, ANSYS i FLUENT su preferirani softver za akademski rad i eseje, a oni naglašavaju točne izračune iz teorije. Softver ANSYS temelji se na metodi konačnih elemenata, a rezultat izračuna vrlo je precizan. Prikladan je za one s višom teorijskom osnovom i mogu lako realizirati ručno programiranje i optimizacijski dizajn.
Na temelju gornje usporedbe, za termičke analize korišten je ANSYS softver.
Toplinska analiza LED žarulje velike snage
U ovom se radu koristi LED žarulja velike snage kao model za istraživanje. Toplinska simulacija svjetiljke provodi se korištenjem ANSYS softvera. Koraci analize su: uspostavljanje pojednostavljenog modela, postavljanje graničnih uvjeta, dijeljenje mreže i izračunavanje.
Fizički model svjetiljke
Kao istraživački model odabrano je LED svjetlo tunela velike snage koje je razvila određena LED kompanija u Zhejiangu. Svjetiljka se sastoji od perlica LED svjetiljke, poklopca svjetiljke, kožnih jastučića, ogledala, sklopnih ploča, hladnjaka i napajanja.
Među njima je kuglica svjetiljke prikazana na slici 2, koja pripada integriranoj strukturi paketa. Svaka zrnca svjetiljke upakirana su u 9 GaN plavo-svijetlih čipova, tri žice su povezane u nizu, a površina čipa obložena je fosforom radi kompenzacije svjetlosti. Čip je inkapsuliran epoksidnom smolom i pričvršćen na bakreni hladnjak sa srebrnim ljepilom. Ugradite leću i spojite elektrodu zlatnom žicom. Toplinski hladnjak i sklopna ploča povezani su toplinski provodljivim silikagelom, a krug i hladnjak su pričvršćeni vijcima na četiri strane hladnjaka. Da bi se smanjio kontaktni toplinski otpor, srednji sloj pločice i hladnjaka također je obložen toplinski provodljivim silikagelom.
Model toplinske mreže svjetiljke
Postoje tri glavna načina za analizu raspodjele topline LED žarulje prema strukturi lampe:
1) čip - fosforni sloj - epoksidna smola - leća - okoliš;
2) čip - zlatna žica - nosač - pločica - termalni silikagel - hladnjak - okoliš;
3) Chip - srebrno ljepilo - bakreni hladnjak - termalni silikagel - pločica - termalni silikagel - hladnjak - okoliš.
Budući da je toplinska vodljivost epoksidne smole za inkapsulaciju samo 0,2 W / (m · k), ovdje se provodi toplinska obrada. Osim toga, područje zlatne žice je vrlo malo, a učinak prijenosa topline je minimalan. Stoga je glavni put raspodjele topline treći, odnosno toplina koju emitira čip vodi hladnjak, toplinski provodljivi silikagel, sklopna ploča, toplinski provodljivi silikagel do hladnjaka, a zatim hladnjak. Ulazite u zrak na konvektivan način.
Ova studija prvo pojednostavljuje model koji se temelji na glavnim metodama raspodjele topline u gornjoj analizi: pojednostavljenje leće LED žarulje u pravougaoni paralelepiped da bi se smanjila količina proračuna; pojednostavljenje srebrne paste između čipa i hladnjaka na tanku ploču od 0,1 mm; perle žarulje i rasipanje topline Termički dioksid između lima je pojednostavljen na 0,3 mm tanku ploču.
Toplinska analiza svjetiljki
Zatim odredite granične uvjete u skladu s uvjetima primjene svjetiljke i stvarnim radnim uvjetima kako slijedi:
1) Svaki čip ima snagu 1,5 W i svjetlosnu učinkovitost od 20%, tako da je snaga grijanja po čipu 1,2 W, to jest, ukupna toplina svakog izvora je definirana kao 1,2 W.
2) Rasvjeta je svjetlost tunela, a maksimalna temperatura ne prelazi 100 ° C, pa se sunčevo zračenje ne uzima u obzir.
3) U postupku stvarne uporabe, svjetiljka se izravno ugrađuje u vanjski zrak, koji pripada prirodnoj konvekciji. Stoga se šest površina kućišta definira kao otvor, a pretpostavlja se da je temperatura okoline 25 ° C.
Maksimalna temperatura svjetiljke koncentrirana je na čipu, a maksimalna temperatura je čak 76,23 ° C. S obzirom na određenu pogrešku, vrlo je vjerojatno da će premašiti maksimalnu dopuštenu temperaturu spajanja od 80 ° C. Može se vidjeti da je trenutna raspodjela topline LED svjetiljke relativno loša, te je potrebno provesti trenutni sustav hlađenja. poboljšati. Glavni razlog za analizu visoke temperature svjetiljke je taj što je debljina pločice kruga, a toplinska vodljivost slaba, a sloj raspršivanja topline prevelik, što uzrokuje usko grlo provodljivosti, a toplina nije dobra prenose.