熱設(shè)計(jì)結(jié)果與討論1熱管導(dǎo)熱系數(shù)與自然風(fēng)風(fēng)速對(duì)芯片結(jié)溫的影響給出熱管導(dǎo)熱系數(shù)為30直徑為10mm時(shí)，自然對(duì)流條件下與自然風(fēng)風(fēng)速為2m/s條件下的LED芯片與散熱器溫度分布云圖。給出熱管導(dǎo)熱系數(shù)為220W/mK時(shí)，自然對(duì)流條件下與自然風(fēng)風(fēng)速為2m/S條件下的LED芯片與散熱器溫度分布云閣。表1給出內(nèi)然對(duì)流條件下熱管（直徑為1mm）導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)LED芯片結(jié)溫的影響關(guān)系。表2給出當(dāng)熱管導(dǎo)熱系數(shù)為30000W/m.K、直徑為10mm時(shí)，風(fēng)速對(duì)LED芯片結(jié)溫的影響關(guān)系。由上面可以了解到熱管導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)系統(tǒng)溫度分布以及芯片結(jié)溫有顯著影響。熱管導(dǎo)熱系數(shù)越高，能夠?qū)�LED芯片產(chǎn)生的熱量越快的由蒸發(fā)端傳導(dǎo)至冷凝端，這使得系統(tǒng)溫度分布越均勻、溫差越小，LED芯片結(jié)溫越低。由、以及表2可以看出自然風(fēng)風(fēng)速對(duì)系統(tǒng)溫度分布以及芯片結(jié)溫有顯著影響。隨著風(fēng)速的增加，翅片表面與空氣的對(duì)流換熱系數(shù)增加，翅片能夠?qū)�傳�?dǎo)至熱管冷凝端的熱量快速的耗散掉，這使得系統(tǒng)溫度分布越均勻、溫差越小，LED芯片結(jié)溫越低。當(dāng)風(fēng)速為7m/s時(shí)，LED芯片結(jié)溫已經(jīng)降至非常低的40. 83°C，風(fēng)速的再增加使LED芯片結(jié)溫降低不顯著（a）自然厲'（b）風(fēng)速為2m/s熱管導(dǎo)熱系數(shù)為30直徑為10mm時(shí)LED芯片與散熱器的溫度分布云圖（a）自然對(duì)流（b）風(fēng)速為2m/s熱管導(dǎo)熱系數(shù)為220直徑為10mm時(shí)LED芯片與散熱器的溫度分布云圖表1熱管導(dǎo)熱系數(shù)與I上I）芯片結(jié)溫的關(guān)系執(zhí)管導(dǎo)執(zhí)系數(shù)AW/m LEI）芯片結(jié)溫/t表2自然風(fēng)風(fēng)速與UED芯片結(jié)溫的關(guān)系自然風(fēng)LED芯片結(jié)溫/t 3.2熱管直徑對(duì)芯片結(jié)溫的影響徑為40mm時(shí)的LED芯片勺散熱器溫度分布云圖。

　　熱管導(dǎo)熱系數(shù)為10直徑為40mm時(shí)LEI）芯片與散熱器的溫度分布云圖熱管直徑對(duì)芯片結(jié)溫的影響關(guān)系。

　　熱管直徑對(duì)芯片結(jié)溫的影響由和表3可以看出，熱管直徑對(duì)系統(tǒng)溫度分布以及芯片結(jié)溫有顯著影響。LED芯片尺寸為25mmX25mm，熱量集中產(chǎn)生于此范圍，隨著熱管直徑的逐漸增加。芯片背板與熱管之間的傳導(dǎo)熱阻以及散熱器的熱阻逐漸降低，熱量被越快的傳導(dǎo)出，因此，系統(tǒng)溫度分布越均勻、溫差越小。芯片結(jié)溫越低。當(dāng)熱管直徑大于芯片尺寸時(shí)，由于熱量大小、產(chǎn)生范圍的限制以及由于熱管導(dǎo)熱系數(shù)足夠高，LED芯片產(chǎn)生的熱量能夠被足夠快的傳導(dǎo)出，熱管直徑的進(jìn)一步增加不能再顯著降低芯片結(jié)溫。

        翅片導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)芯片結(jié)溫的影響徑為10mm以及翅片導(dǎo)熱系數(shù)為10000W/m.K時(shí)的LED芯片與散熱器溫度分布云圖。

　　熱管導(dǎo)熱系數(shù)為10直徑為10mm以及翅片導(dǎo)熱系數(shù)為10000W/mK時(shí)LED芯片與散熱器的溫度分布云圖徑為10mm時(shí)，翅片導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)芯片結(jié)溫的影響關(guān)系。

　　翅片導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)芯片結(jié)溫的影響翅片導(dǎo)熱LED芯片結(jié)溫/°c由和表4可以看出，翅片導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)系統(tǒng)溫度分布以及芯片結(jié)溫?zé)o顯著影響。由于熱管的等溫特性以及由于翅片的散熱面積非常大，當(dāng)翅片導(dǎo)熱系數(shù)為220W/mK時(shí)，翅片組熱阻也僅為0.2°C/W，因此，當(dāng)翅片導(dǎo)熱系數(shù)增加一個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)，翅片組熱阻僅由。2°C/W降低至0.02°C/ W，翅片組熱阻變化很小。因此，在翅片表面與空氣的對(duì)流換熱系數(shù)不變的條件下，翅片導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)芯片結(jié)溫?zé)o顯著影響，翅片表面輻射率對(duì)芯片結(jié)溫的影響表5給出不同翅片表面輻射率下的芯片結(jié)溫。

　　翅片表面輻射率對(duì)芯片結(jié)溫?zé)o顯著影響。輻射散熱與溫度的四次方成正比，但由于翅片溫度比環(huán)境溫度僅高出約15攝氏度，輻射散熱不顯著，因此，翅片表面輻射率對(duì)芯片結(jié)溫?zé)o顯著影響。

　　翅片表面輻射率對(duì)芯片結(jié)溫的影響表面輻射率芯片結(jié)溫4結(jié)論采用Icepak軟件對(duì)一種能夠有效利用自然風(fēng)和垂直對(duì)流的大功率LED熱管翅片散熱器進(jìn)行熱設(shè)計(jì)研究，結(jié)果表明熱管導(dǎo)熱系數(shù)、直徑以及自然風(fēng)風(fēng)速對(duì)芯片結(jié)溫有顯著影響，芯片結(jié)溫隨熱管導(dǎo)熱系數(shù)、直徑以及自然風(fēng)風(fēng)速的增加而降低，翅片導(dǎo)熱系數(shù)和表面輻射率對(duì)芯片結(jié)溫?zé)o顯著影響。

 

      通過使用Icepak軟件對(duì)大功率LED熱管翅片散熱器的測(cè)試研究，所得的出結(jié)果將會(huì)為設(shè)計(jì)大功率LED散熱器提供更有效參考，以不斷改進(jìn)散熱工藝。