Alat za termičku analizu
Softver za termičku analizu može realno simulirati termičko stanje sustava i može se termički simulirati tokom faze dizajniranja proizvoda da bi se odredila najviša temperatura u modelu. Ako je dopuštena temperatura prekoračena, mjere raspršivanja topline treba poboljšati kako bi se ispunili zahtjevi za upotrebu. To smanjuje troškove dizajna, redizajna i reprodukcije, i povećava stopu uspješnosti proizvoda.
Trenutno postoji mnogo vrsta softvera za termičku analizu, poput ANSYS, FLUENT, EFD, ICEPAK i FloTherm.
1) S operativnog stanovišta, EFD je ugrađen u PRO / E, SW, CATIA softver. Softverski model je lako podesiti i jednostavno ga je podesiti. Korisno je za grubi proračun u inženjeringu, ali softver zauzima više resursa sistema. Ne treba ga dijeliti previše, a tačnost izračuna nije velika.
2) U pogledu primjenjivosti, ICEPAK je ugrađen u ANSYS WB12.1, koji može podnijeti općenito složene površine. Funkcija uvoza modela je uveliko poboljšana, a rad sa softverom je jednostavan. Kao i EFD, nema potrebe ručno izračunavati stanje protoka. Rukovanje složenim mrežama je brzo.
3) Iz tradicije elektronskog hlađenja, FloTherm je širi od ICSPAK-a i dugo je zaposjednuo tržište elektroničke termičke analize, 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 ističu tačne proračune iz teorije. Softver ANSYS zasnovan je na metodi konačnih elemenata, a rezultat izračuna vrlo je precizan. Pogodan je za one s višom teorijskom osnovom i mogu lako realizirati ručno programiranje i optimizacijski dizajn.
Na osnovu gornje usporedbe, za termičke analize korišten je ANSYS softver.
Termička analiza LED lampe velike snage
U ovom radu, LED lampica velike snage koristi se kao model za istraživanje. Termička simulacija svjetiljke provodi se korištenjem softvera ANSYS. Koraci analize su: uspostavljanje pojednostavljenog modela, postavljanje graničnih uvjeta, dijeljenje mreže i izračunavanje.
Fizički model svjetiljke
Kao istraživački model odabran je LED svjetlosni tunel velike snage koji je razvila određena LED kompanija u Zhejiangu. Svjetiljka se sastoji od perlica LED lampe, poklopca lampe, kožnih jastučića, ogledala, sklopnih ploča, toplotnih sudopera i napajanja.
Među njima je perlica lampe prikazana na slici 2, koja pripada integriranoj strukturi paketa. Svaka zrnca svjetiljke upakirana su s 9 GaN plavo-svijetlih čipova, tri žice su povezane u nizu, a površina čipa presvučena je fosforom radi kompenzacije svjetlosti. Čip je inkapsuliran epoksidnom smolom i pričvršćen na bakreni hladnjak sa srebrnim ljepilom. Ugradite sočivo i spojite elektrodu zlatnom žicom. Toplinski hladnjak i sklopna ploča povezani su termički provodljivim silika gelom, a krug i hladnjak su pričvršćeni vijcima na četiri strane hladnjaka. Da bi se smanjio kontaktni toplinski otpor, srednji sloj pločice i hladnjaka je također obložen termički provodljivim silikagelom.
Model termičke mreže svjetiljke
Postoje tri glavna načina za analizu rasipanja topline LED lampe prema strukturi lampe:
1) čip - fosforni sloj - epoksidna smola - sočiva - okolina;
2) čip - zlatna žica - nosač - pločica - termički silikagel - hladnjak - okolina;
3) Chip - srebrni ljepilo - bakreni hladnjak - termički silikagel - štampana ploča - termalni silikagel - hladnjak - okruženje.
Budući da je toplotna provodljivost epoksidne smole za inkapsulaciju samo 0,2 W / (m · k), ovdje se vrši toplotna obrada. Uz to, površina zlatne žice je vrlo mala, a efekat prenosa topline je minimalan. Prema tome, glavni put raspodjele topline je treći, odnosno toplina koju emitira čip vodi toplotni jastuk, toplinski provodljivi silikagel, sklopna ploča, toplinski provodljivi silikagel do hladnjaka. hladnjak. Uđite u zrak na konvektivan način.
Ova studija prvo pojednostavljuje model koji se temelji na glavnim metodama rasipanja topline u gornjoj analizi: pojednostavljenje leće LED lampe u pravougaoni paralelepiped da bi se smanjila količina proračuna; pojednostavljenje srebrne paste između čipa i hladnjaka do tanke ploče od 0,1 mm; perle žarulje i rasipanje topline Termički dioksid između lima je pojednostavljen na 0,3 mm tanku ploču.
Toplinska analiza lampi
Zatim odredite granične uvjete prema situaciji nanošenja svjetiljke i stvarnim radnim uvjetima na sljedeći način:
1) Svaki čip ima snagu od 1,5 W i svjetlosnu efikasnost 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 u tunelu, a maksimalna temperatura ne prelazi 100 ° C, pa se sunčevo zračenje ne uzima u obzir.
3) U postupku stvarne upotrebe, svjetiljka se izravno ugrađuje u vanjski zrak, koji pripada prirodnoj konvekciji. Stoga se šest površina kućišta definira kao otvaranje, a temperatura okoline se pretpostavlja da je 25 ° C.
Maksimalna temperatura svjetiljke koncentrirana je na čipu, a maksimalna temperatura je čak 76,23 ° C. S obzirom na određenu grešku, vrlo je vjerojatno da će premašiti maksimalnu dopuštenu temperaturu spajanja od 80 ° C. Može se vidjeti kako je trenutna raspodjela topline LED svjetiljke relativno loša, te je potrebno provesti trenutni sustav hlađenja. poboljšati. Glavni razlog za analizu visoke temperature lampe je taj što je debljina ploče krugova, a toplinska provodljivost loša, a sloj za raspršivanje topline prevelik, što uzrokuje usko grlo provodljivosti, a toplota nije dobra preneseno.