LED散热技术(上)（已处理）.doc

CompanyLogo 目录 二 一 一 热传导概念基本原理 一 热传导概念基本原理 二 热性能测量设备 热性能测量设备 三 LED散热技术 LED散热技术 四 LED散热模型 LED散热模型 LED技术基础 LED散热仿真 五 LED散热仿真 五 六 结论 CompanyLogo 热量传递的三种基本方式 热量传递共有三种基本方式热传导HeatConduction 热对流 HeatConvection 热辐射HeatRadiation ⒈导热 是指一个物体各部分之间或各物体之间存在温差且无相对宏观运动时 发生的热量传递现象导热是物质的固有本质无论是气体液体还 是固体都具有导热的本领 基本规律傅里叶公式仅限于无限大平壁 影响因素导热系数温差几何因素导热系数λ是一物性参数 其单位为WmK它取决于物质的热力状态如压力温度等 热传导示意图 大功率LED管芯通过良好的导热材料粘接于基 板上基板下面通常会连接良好散热的热沉因 此热传导是大功率LED的最主要散热方式 常见的散热片 ⒉热对流与对流换热 热对流指流体中温度不同的各部分物质在空间发 生宏观相对运动引起的热量传递现象热对流通 常不能以独立的方式传递热量它必然伴随着热 传导 对流换热是流体流过固体壁面且由于其与壁面间 存在温差时的热量传递现象它与流体的流动机 理密不可分同时由于导热也是物质的固有本 质因而对流换热是流体的宏观热运动 热对流 与 流体的微观热运动 导热 联合作用的结果 基本规律牛顿冷却公式 或 其中A 为换热面积必须是流体与壁面间相互接触 的与热量传递方向相垂直的面积 影响因素流体热物性如导热系数粘度等 流体流态和流速温差几何因素等等对流换热的 表面传热系数h为一过程量而不像导热系数λ那样 是物性参数 热对流示意图 目前大量使用的白光LED的管芯上面涂布有荧光粉灌封 胶透镜等散热能力较差的材料存在他们在空气对流作 用下对整体的散热贡献十分有限 ⒊热辐射 当物质微观粒子 原子 内部的电子受激和振动时将 产生交替变化的电场和磁场所发出电磁波向空间传 播即为热辐射从物理本质上讲热辐射 thermal radiation 和其他所有各种辐射一样都是电磁波它 们之间的内在区别是导致发射电磁波的激励方式不 同而外在表现是发射的波长不一样以及吸收该电 磁波之后所引起的效应不同热辐射的特点与导热及 对流有着显著的不同之处 基本规律黑体辐射的斯蒂藩玻耳兹曼定律 它是一个黑体表面向外界发射的辐射热量而不是一 个表面与外界之间以辐射方式交换的热量 影响因素物体表面辐射力表面状况表面空间相 对位置 由于大功率LED工作是主要发出的可见光没有红外 辐射同时作为半导体产品的工作上限温度在120 ℃左 右而实际上一般在70 ℃以下工作因此通过辐射所 散发的热量对于大功率LED来说是十分微小的 四传热过程与传热系数 传热过程是热量在被壁面隔开的两种流体之间热量传递的过程 基本规律平壁传热过程 传热系数K是表征传热过程强弱的物理量既然对流换热 表面传热系数h是过程量它常作为传热过程的一个环节 因而传热系数也是过程量 传热过程广泛存在于各种实际换热装置中在稳态过程