大功率LED路灯叉排式散热器的热学特性研究

本文结合有限体积数值模拟建立散热器热学模型,可准确计算散热器系统中温度场以及流体场分布,为有效评价散热器的散热效率提供重要参考依据。基于散热器热学模型．分析比较叉排式以及顺排式散热器的温度场以及流体场分布,发现又排式散热器中交错分布翅片可有效破坏散热器层流底层,增强了流体扰动,加大了换热效果,为优化叉排式散热器结构提供了可靠依据,进而通过分析优化散热器系统送风方向、粘结层材料、散热器材料对总体散热性能以及重量的交叉影响。     

脉冲LED发光强度的时间特性∕光谱特性测试装置

研制了一种可同时快速测试光源发光强度时间特性和发光强度光谱特性的测试装置。并将其应用于脉冲LED光源特性研究。结果表明，利用这种测试装置不但能有效测试闪光时间、光通量、闪光上升时间、闪光下降时间等时间特性参数。而且能有效测试光谱分布、CIE1931色坐标、CIE1960色坐标、相关色温、显色指数等光谱特性参数。为脉冲LED光源研发和生产中的(现场)质量控制提供了一个先进的技术手段。     

功率型LED弧面阵列系统的热特性研究

为准确计算LED光场以及内部温度场的分布,结合有限体积数值模拟、非成像光学方法建立了单个LED光学以及热学模型,并通过实验测试证实模型的有效性。在此基础上,采用能量叠加原理讨论了LED弧面阵列系统目标平面区域的照度分布,得到了在特定距离的目标平面上均匀的照度分布。通过对复合型散热器系统结构中散热通道内钉柱与翅片的位置尺寸、基板厚度和器件间距的优化设计,增强了热交换效果。     

高功率LED器件的热特性分析

GaN基白光LED不断向高功率、高性能和长寿命方向发展,GaN基白光LED的热性能成为在使用中的重要参数.采用瞬态热测量方式,对工作在不同的温度和驱动电流的GaN基发光二极管的热性能进行了研究.通过比较光、电特性发现LED芯片对器件热阻影响很小,但同时管芯附着层对LED器件的热特性起着非常重要的作用.此外,热电阻随着电流和环境温度的升高而增加,主要归因于管芯附着层声子或粒子的平均自由程减小.     

功率型LED热特性测试及评价

针对现有热特性测试及评价标准尚不完善的问题,以功率型发光二极管(LED)的精确热特性测试及评价为目标,采用光热一体化测试技术对不同的LED灯珠进行了热特性测试,研究了测试电流对K值标定及结温测试的影响,分析了热特性随环境温度的变化情况,提出了热性能测试及评价的合理建议。研究结果表明:测试电流对K值标定及结温测试有较大影响,测试电流的合理选取与芯片本身及功率的大小有关;材料的热导率随环境温度变化波动,对于某些高温使用环境,仅25℃的热性能参数数据并不能准确反应LED的热特性;热阻测试的准确性与光功率有关,光热一体化测试有利于得到准确的热特性数据。     

细长型高功率脉冲氙灯

高功率脉冲氙灯主要在惯性约束聚变(ICF)研究中用作高功率激光驱动器的抽运光源,其各项性能和使用寿命对高功率激光驱动器的整体工作性能影响很大。在改进制灯材料和管壁结构的基础上,研制了两种不同规格的细长型高功率脉冲氙灯:一种是in16 mm,放电弧长为1140 mm;另一种是in17 mm,放电弧长为1270 mm。研制的细长型高功率脉冲氙灯,其极限负载能量大、工作寿命长、辐射效率高,工作性能较原先脉冲氙灯有很大的改进和提高。     

基于ADP3806的高功率LED驱动电路设计

设计了一种基于ADP3806的高功率发光二极管(LED)的高效驱动电路。ADP3806是一款开关模式电源控制器,拥有双环路恒定电压和恒定电流控制、远程精确电流检测以及关断和可编程可同步开关频率,能提供恒定电流。同时在设计中利用单端原边电感转换器(SEPIC),其可以提供一种可以高于或低于输入电压的输出电压,在适当的占空比下工作,使连续传导模式(CCM)和脉冲宽度调制(PWM)控制变得简单,提高了效率,并且避免由变压器泄漏电感带来的电压尖峰和振铃。从而在需要进行升压和降压转换来同时驱动多个高功率LED的场合,这个设计是非常适合的。     

基于脉冲耦合的超宽带高功率电脉冲源

以固态半导体器件为基础,基于超快电子学中的晶体管雪崩导通理论,利用脉冲耦合原理,在时域上将多路高压皮秒脉冲耦合输出,获得了超宽带高功率脉冲。通过四路脉冲耦合实验验证了该设计思路的可行性,提高了输出脉冲功率。实验中,单路高压皮秒脉冲的幅度为1.33kV,宽度为770ps,峰值抖动≤1%,脉宽抖动≤1%,四路脉冲耦合后,输出脉冲幅度为2.66 kV,宽度为875 ps,峰值抖动≤1%,脉宽抖动≤1%。该方法可以推广至多路脉冲耦合,获得更高的功率。     

高功率LED恒流源串联驱动器的设计

本文着重介绍任意个(1￣20个)高功率LED串联的恒流源驱动器。它能有效克服并联LED驱动器的缺点,明显扩展和提高了市场上已出现的高功率LED串联驱动器的应用范围和性能。     

基于金刚石散热结构的超高功率LED光源

金刚石是自然界导热率最高的材料,具备极佳的耐热和导热性能。基于金刚石导热的散热结构,大大提高了超高功率LED的散热能力。介绍了三种金刚石散热结构:氮化镓与金刚石直接结合实现GaN-ondiamond光与热集成的结构;在传统的LED光源中增加金刚石薄膜作为高导热层的散热结构;以金刚石复合材料做成的LED热沉结构。理论上,三种结构中第一种结构的散热效果最好,与目前最先进的碳化硅衬底LED相比,其结温降低了40%~45%。     

大功率LED参考热阻测试系统研究与分析

介绍了利用电学测试方法测量大功率LED参考热阻的原理和方法。提出了一种新的基于电学测试的参考热阻测试方法--脉冲测量法。该方法在自主研发的系统上得到应用并取得了满意的效果。研究结果表明,该方法在热阻测试方面具有可靠、稳定和精确等特点。

     

大功率LED散热技术和热界面材料研究进展

LED结温的升高将造成发光强度降低、发光主波长偏移、寿命降低等不利影响,开发高效、紧凑、低成本、高可靠性的散热技术是LED的重点研究内容之一。总结了目前大功率LED不同类型散热技术的原理及其研究现状,包括自然对流、风冷、液冷、热管和热电制冷等,分析了各种散热技术的优缺点。并介绍了目前LED常用的几种热界面材料,指出碳纳米管是一种非常有潜力的热界面材料。     

大功率LED封装基板技术与发展现状

散热是大功率LED封装的关键技术之一,散热基板的选用直接影响到LED器件的使用性能与可靠性.文章详细介绍了LED封装基板的发展现状,对比分析了树脂基板、金属基板、陶瓷基板、硅基板的结构特点与性能.最后预测了今后大功率LED基板的发展趋势及需要解决的问题.     

基于热电制冷的大功率LED散热性能分析

提出了一种新型的基于热电制冷的大功率LED热管理方法。这种大功率LED阵列模块采用板上封装技术制造。为了解决散热问题,采用了热电制冷器将LED芯片产生的热量转移到周围的环境中。利用热电偶测量了大功率LED阵列模块在不同工作条件下的温度分布,LED的光学性能则通过光强分布测试仪来测试。结果表明,这种采用热电制冷的大功率LED阵列封装模块能够显著降低器件的工作温度,与不采用热电制冷器相比,基板温度能够降低36％以上,光学性能测量表明LED阵列模块的发光效率达到30．18lm／W。     

GaN基功率型LED芯片散热性能测试与分析

与正装LED相比,倒装焊芯片技术在功率型LED的散热方面具有潜在的优势.对各种正装和倒装焊功率型LED芯片的表面温度分布进行了直接测试,对其散热性能进行了分析.研究表明,焊接层的材料、焊接接触面的面积和焊接层的质量是制约倒装焊LED芯片散热能力的主要因素;而对于正装LED芯片,由于工艺简单,减少了中间热沉,通过结构的优化,工艺的改进,完全可以达到与倒装焊LED芯片相同的散热能力.     

大功率LED效率特性分析与驱动方案设计

考察了大功率LED量子效率衰落问题的研究进展并检测和比较了当前市场不同产品的大功率LED性能,随着LED效率-电流特性的逐渐改善,其最高效率所对应驱动电流开始超过额定电流。由此提出LED的矩形波脉冲驱动策略,驱动电路中MOS晶体管栅极由低频(200~800Hz)矩形脉冲调制高频(~40kHz)脉冲产生的间歇式PWM脉冲串来控制,在输出端滤除高频成分后得到接近于矩形波的低频脉冲电流输出。在调节驱动电路的电流工作点以达到负载LED最高发光效率工作点同时,约束输出脉冲峰值电流与占空比以保证LED驱动电流的平均值恒定。     

倒装芯片衬底粘接材料对大功率LED热特性的影响

针对倒装芯片(Flipchip)大功率发光二极管器件,描述了大功率LED器件的热阻特性,建立了Flipchip衬底粘接材料的厚度和热导系数与粘接材料热阻的关系曲线,以三类典型粘接材料为例计算了不同厚度下的热阻,得出了Flipchip衬底粘接材料选择的不同对大功率LED的热阻存在较大影响的结论.