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用创新陶瓷方法简化LED散热设计-LED技术论文(1)

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用创新陶瓷方法简化LED散热设计-LED技术论文(1)
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本文将解释这种理论方法、概念验证以及如何借助陶瓷散热器最终实现这些改良。 基于计算流体动力学(CFD)的仿真过程支持热优化和产品工艺设计。

发光二极管(LED)因受到发热问题的制约而妨碍其成为一种理想光源的情况是可以理解的。我们对散热器给予了很大关注,但却对LED和散热表面间的各层和屏障考虑不多。

观念和材料的改变除可简化系统实现外,还可以显著提高热管理能力和可靠性。采用陶瓷作为散热器、电路载体以及产品设计的一部分不仅需要新思路,还要有克服传统模式的意愿。

热是什么 众所周知,LED是高能效光源,而且因为体积小深受设计师的喜爱。但只有当不涉及热管理时,它们才可以被真正地称为“小”。

虽然与白炽光源高达2500℃的工作温度相比,LED光源温度要低得多。因此,许多设计师最终意识到散热是个不可忽视的问题。

尽管LED仍然会发热,但其温度相对低一些,因此这不会有什么大问题。不过,基于半导体器件LED其工作温度应低于100℃。

根据能量守恒定律,热(能)必须要被传送到附近区域。LED只能工作在25℃环境温度和最高100℃之间,温差范围仅为75℃。

因此,需要一个较大的散热表面和非常有效的热管理。 两个优化块 如图1所示,Group 1是LED本身,大体上仍是不能触摸。

中心位置是LED裸片以及一个将该裸片与LED底部连接起来的散热铜条。从热的角度讲,理想方案是将LED裸片直接与散热器绑定在一起。

由于大规模生产的原因,这一概念在商业上行不通。我们把LED看作一个标准化的“目录”产品,不能做改动。

它是个黑盒子。 图1:在定义优化块时,三个Group构建成一个热管理系统 Group 2包括散热器,散热器的功能是把热从发热源传递到散热源。

通常,周围空气不是自由流动就是强制对流。散热器的材料越不雅观,就越需被隐藏。

但是,它隐藏得越深,其制冷效率也就越低。当然,也可选用外观和性能都合适的材料。

这些材料可以直接裸露在空气中,成为产品设计的可见部分。 在Group 1和Group 2之间是Group 3,它提供了机械连接、电气隔离和热传导。

这看起来似乎很矛盾,因为大多数导热性好的材料也可导电。反之,几乎每种电绝缘材料也都隔热。

最好的折衷办法是把LED焊接到粘在金属散热器上的印刷电路板(PCB)上。PCB作为电路板的原始功能可被保留。

虽然PCB具有各种热传导率,但它们都对热传导起着阻隔作用。 有效的系统热阻比较 可从制造商那里获得LED(裸片到导热片)和散热器间的热阻。

不过,很少有人关注Group 3及其对整体热性能的显著影响。把除LED(Group

1)本身外的所有热阻都加在一起,可以得到总热阻(RTT)(图

2)。通过RTT可进行真正的热比较。

图2:RTT指明了从LED散热片到周围环境的总热阻 陶瓷:一种材料实现两种功能 仅优化散热器的作法很常见。目前已有上百种散热器设计,它们基本上都由铝构造。

但为进一步改进性能,有必要提升甚至取消Group 3。电气隔离功能必须通过其它材料从散热器本身获得。

我们认为这种材料应该是陶瓷。诸如Rubalit(氧化铝)或Alunit(氮化铝)等陶瓷材料将两个关键特性:电绝缘和热传导结合在一起。

Rubalit的导热性能比铝低,而A

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LED照明的电源拓扑结构分析-LED技术论文(1)
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编者按:随着LED的生产成本下降,其使用愈发普遍,所涵盖的应用范围从手持终端设备到车载,再到建筑照明。 引 言 随着LED的生产成本下降,其使用愈发普遍,所涵盖的应用范围从手持终端设备到车载,再到建筑照明。LED的高可靠性(使用寿......
LED照明发展应对的问题探讨-LED技术论文(1)
发布时间:2022-12-11
能源是人们赖以生存和发展的物质基础,在目前全球能源紧张的大环境下,节能减排是当前国内外共同探讨的焦点。据最新统计,我国照明耗能已占全国总发电量的10%以上,照明节能在我国占有重要位置,实施绿色照明已成为我国十大重点节能工程......
Led固态照明与太阳能的结合-LED技术论文(1)
发布时间:2022-12-09
北京首都国际机场是全国乃至全世界旅客进入北京后看到的第一道风景,机场周边的近空区是飞机在起降过程中的重要视觉走廊。每年将有四千万人次从空中领略空中走廊的风姿。 为创建北京现代化国际都市形象,给每一位中外旅客留下美好的进......
led封装技术及结构(1)论文
发布时间:2013-12-18
LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的,但却有很大的特殊性。一般情况下,分立器件的管芯被密封在封装体内,封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出电信号,保护管芯正常工作,输出:可见......
照明用LED封装工艺中的创新(1)论文
发布时间:2013-12-18
一、常规现有的封装方法及应用领域 目前LED的封装方法有:支架排封装,贴片封装,模组封装几种,这些封装方法都是我们常见和常用的。 支架排封装是最早采用,用来生产单个LED器件,这就是我们常见的引线型发光二极管(包括食人鱼封装)......
LED照明产品标准化,韩国率先制定为哪般?-LED技术论文(1)
发布时间:2013-12-18
·韩国于2009年启动了LED照明产品标准化。 ·韩国提出了将韩国的LED产业提升至世界水平、领军市场的目标。 ·在2012年之前将向LED研发累计投资4万亿韩元。 LED照明在存在价格、可靠性等问题的同时,产业规模日益壮大。为了进一步推......
景德镇陶瓷艺术设计论文
发布时间:2022-10-08
在景德镇的陶瓷是十分的出名的,那么关于景德镇的陶瓷艺术设计的论文应该怎么写呢?下面是查字典范文网小编分享给大家的景德镇陶瓷艺术设计论文,欢迎阅读。景德镇陶瓷学院陶瓷专业属于地方特色专业,是有别于陶瓷艺术的另外一门学科。随着现代社会的快速发展,人们生活水平、审美追求的提高,陶瓷越来越深入普通大众的生活,当代陶瓷艺术以惊人的速度迅速地变幻着方式,笔者从景德镇陶瓷学院陶瓷艺术设计专业的角度来思考陶设专业.........
LED芯片/器件封装缺陷的非接触检测技术-LED技术论文(1)
发布时间:2022-12-20
1、引言 近些年来,随着制造成本的下降和发光效率、光衰等技术瓶颈的突破,我国的LED照明产业进入了加速发展阶段,应用市场迅速增长,这导致了LED封装产品的巨大市场,催生出了成千上万家LED封装企业,使我国成为国际上LED封装的第一产......
解析大功率LED的封装特殊性及散热因素(1)论文
发布时间:2013-12-18
目前应用于半导体照明的大功率LED形态各异,各有优劣,业内人士对其形态发展趋势看法也不尽一致。从发光效率、应用难度和成本考虑,照明用的大功率LED主流光源依然是直接白光LED,而非RGB调控混色产生白光的LED;从热量管理、发光效率、......
LED路灯隧道灯在道路照明中的应用(组图)-LED技术论文(1)
发布时间:2013-12-18
一、前言 随着LED的光通量超过100lm/W,LED作为功能性照明逐渐被重视,很多国内外的厂商对LED灯具进行了研究。虽然LED道路照明灯具的有效光通量逐渐满足了道路照明要求,但是LED毕竟是一种新型的照明光源,还需要很多研究人员对其进行......
从LED原理分析用恒流供电还是恒压供电-LED技术论文(1)
发布时间:2013-12-18
现在有关这个问题有很多各种不同似是而非的说法,有人说:在LED伏安特性上,电压定了,电流也就定了。所以采用恒压和恒流效果是一样的。有人说LED并联时就应该采用恒压电源供电,而LED串联时就应该采用恒流电源供电;有人说,因为LED是恒......
对LED路灯在发展过程中利弊的研判-LED技术论文(1)
发布时间:2022-12-05
当前,随着LED照明技术的不断发展,主要是以其功率的增加,效率的提高,成本的下降,越来越多的被各类照明工程所采用。LED不但在装饰性照明领域,在功能性照明领域也已占有一席之地。如信号灯、汽车尾灯、防水防爆型电筒,包括一部分室内......
从“世博灯光秀”谈LED产业的社会营销-LED技术论文(1)
发布时间:2022-12-15
写在前面的话: LED产业的社会营销,潘建根先生在前不久CSA举办的一次国际论坛上抛出了这样的一个观点,笔者深有同感,借“世博”的契机,与大家分享这一话题。虽然LED社会营销不是某家企业的责任,但绝对是每家企业的利益,如何续写“......
基于纳米技术的高亮LED(1)论文
发布时间:2022-12-12
高亮LED在朝高质量低成本的大规模量产过程中遇到了一些技术性的挑战,这为突破性的方案创造了良好的机会,特别是对那些具“突破性思维”的初创公司来说,他们正在尝试一些有趣的纳米技术方案。创新的重要方面在于材料,量子点和衬底中的......
LED显示屏色度处理技术(1)论文
发布时间:2023-05-17
LED显示屏技术从二十世纪80年代初的单色显示屏,到80年代末的双基色显示屏,再到90年代中期的三基色(全彩色)显示屏,直到今天我们在平板显示领域广泛讨论的多基色(大于三基色)处理技术。LED显示屏的色度处理技术从最基本的基色波长选......
LED芯片业快速发展助推产业结构升级-LED技术论文(1)
发布时间:2013-12-18
经过多年的发展,中国LED产业链已经日趋完善,企业遍布衬底、外延、芯片、封装、应用各产业环节。但纵观整体产业链条,由于上游产业对于技术和资金要求较高,导致国内企业极少涉足,因此产业存在企业数量少,规模小的特点。 相比之下,......
普通照明LED及最终产品应用标准的识别和完善-LED技术论文(1)
发布时间:2022-11-14
用来衡量产品质量是产品标准,对于产品标准,有识之士均称之谓技术法律。 一、产品标准体系的组成方面 LED是一种新兴的照明电器产品。LED产品包括其本身,配套的控制装置和以它为光源的灯具产品,涉及到这些产品的标准条款主要由以下......
高功率GaN基LED器件的研究现状与发展-LED技术论文(1)
发布时间:2023-05-02
1、引言 自从1962年美国通用电气公司的Holonyak博士发明了世界上第一支发光二极管(LED)以来,使LED发出全部颜色可见光的努力就没有停止过。AlGaInP材料制成的LED可以覆盖从红光(650nm)到黄光(580nm)的范围。1993年,日本的Nakamura......
浅谈陶瓷绘画的创新与设计
发布时间:2023-05-04
一幅陶瓷艺术作品要冲破原有体裁和观念上的陈旧,就意味着要有创新精神的艺术笔触去表达,它不意味着放弃传统精神,它只是回到社会生活具体的方方面面,去历练所要具备的各种因素,去寻找,去实践,去继承,去创新。 一、文化精神是陶......
高亮度LED照明应用开发的技术(1)论文
发布时间:2013-12-18
LED发光效能持续提升,为了达到高亮度的要求,也让单一组件的功率增加不少,尤其是随之而来的运行高热状况,很可能就因为高热问题,使组件的光衰或寿命相对减低,而在组件方面若能在前段制程就考虑散热需求,要比从外在条件进行散热设计......
LED光源技术的应用前景及趋势(1)论文
发布时间:2022-12-08
1、LED光源的介绍 LED(Lighy Emitting Diode),又称发光二极管,它们利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合,放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。其发光过程包括三部分:正向偏压下的......
LED照明亮度稳定性及节能考虑探讨-LED技术论文(1)
发布时间:2022-12-12
自2010年起,欧、美、日等先进国家相继开始执行禁用白炽灯泡之法令,其法令原由乃基于限制低发光效率的光源。白炽灯泡被禁用,取而代之的光源包括省电灯泡、冷阴极管、LED等。但未来如再考虑对有害物质的限制考虑,LED光源将成为最佳选择......
小巧且具较宽输入电压LM2842的LED照明-LED技术论文(1)
发布时间:2023-01-21
大多数人都相信高亮度LED(HBLED)将是照明最终的明智选择。HBLED的制造商大幅度地提高产品的每瓦流明数,不断地改进产品能效,这也使得HBLED越来越受欢迎。相信不久之后,LED的每瓦流明数将大大超过现在的荧光灯水平。 LED照明首先主要......
景德镇陶瓷文化概述与陶瓷英语简介
发布时间:2023-02-02
【摘 要】景德镇市举世闻名的千年“瓷都”,陶瓷文化源远流长。随着世界一体化和经济全球化进程的加快,中国加入WTO为景德镇陶瓷提供了走向世界的机会。在此契机之下陶瓷英语的重要性日益突出。它有助于景德镇陶瓷在国际交流间的传播......
LED日光灯电源设计心得(1)论文
发布时间:2013-12-18
非隔离型降压式电源设计方法概论非隔离降压型电源是现在普遍使用的电源结构,几乎占了日光灯电源百分之九十以上。很多人都以为非隔离电源只有降压型一种,每每一说到不隔离,就想到降压型,就想到说对灯不安全(指电源损坏)。其实降压型......
LED路灯在雨雾天照明优势的理论探讨(组图)-LED技术论文(1)
发布时间:2022-11-05
在道路照明中对于LED路灯对于大雾的穿透性的认识有很大的误区。大多数人一直认为LED路灯的穿透性要比传统照明光源钠灯的穿透性低,这是一个错误的认识。大多数人多是从网络上看到一些资料或是看到道路上的一些感官的感受,并没有做科学的......
LED应急照明集成技术研究(1)论文
发布时间:2023-01-23
随着我国经济的持续高速增长,能源消耗不断增加,能源紧张的矛盾日益突出。“研究开发高效节能、长寿命的半导体照明产品”被列入国家中长期科学和技术发展规划(2012-2020)“能源”领域“工业节能”优先主题,我国半导体照明产业的发展......
半导体照明应用典范-厦门LED夜景工程-LED技术论文
发布时间:2022-10-18
编者按:LED由于其环保、节能、寿命长、色彩丰富鲜艳、可动态变化等优点,非常适用于城市夜景照明,在许多城市得到广泛应用,提升了城市品位和居民的生活质量。厦门市政府更是把LED夜景照明建设作为扶植本地LED产业、增强光电产业招商力......