热电制冷LED自然对流散热的设计与优化

摘要：

为提升高热流密度下LED灯具的自然对流散热性能,以一款基于热电制冷(TEC)的单颗LED小型灯具模组为研究对象,在采用实验测量和回归拟合准确获得TEC性能参数的基础上,建立了有无TEC参与散热的等效热路模型,并选择合理的数学公式对其进行性能描述,进而遵循本文设计的计算流程快速得到各种散热性能数据.LED模组的散热分析表明:在恒定的LED热功率下,施加最佳的TEC电流可获得最高的散热性能;LED热功率越低,安装TEC的散热性能越比常规方法优异.经遗传算法优化前后的性能对比分析表明:优化后结构中TEC的合理工作区明显增大,能满足LED更高功率的散热需求;当LED为0.493 W时,优化后结构的最佳结温仅为15.66 ℃,远低于30 ℃的环境温度.基于TEC实验数据建立的等效热路模型,能为装配TEC的LED模组提供快速完整的散热设计分析与结构优化的合理方案.

关键词：LED散热、热电制冷、自然对流、等效热路法、优化

所属期刊栏目：39

分类号：TN312.8;TN305.94(半导体技术)

资助基金：国家自然科学基金51577132,61605145;天津市自然科学基金15JCQNJC41800;天津市教委科研计划项目自然科学2017ZD06资助Supported by National Natural Science Foundation of China51577132,61605145;Natural Science Foundation of Tianjin15JCQNJC41800;Natural Science Research Program of Tianjin Municipal Education Commission2017ZD06

在线出版日期：2018-06-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：523-533