LED散热器设计优化方式

在LED性能相同的情况下，引入塑料材料是降低重量的有效途径。另一个改进性能的方案是优化LED散热器的形状。LED散热器优化方法如下。

a)优化方式

考虑到前照灯散热片的空间有限(49mm*93mm*114mm)，根据已有经验进行初步设计。目标是将结温降到91℃。对LED散热器结构进行参数优化包括两个步骤：全局和局部结构参数优化。

LED散热器的结构参数包括底座厚度、散热片间隙、散热片长度等。本文以散热片间隙优化为例，对LED散热器进行了优化设计。首先定义的参数是水平间隙，然后在第二步中分析垂直间隙。对每个设计结果进行热仿真，从而得到具有最小重量和结温的设计。

b)仿真

然后在热仿真软件中对不同的LED散热器进行评估，分析每个LED散热器的散热性能。仿真条件为：环境温度25°C、LED(2W/LED)数量15颗。散热片间隙为6mm，LED结温下降了8°C。这种结构设计使LED散热器的重量比原来减少了9%(散热片间隙=5mm)。散热片长度、厚度等参数也可采用相同的方法进行优化。

LED散热器重量减少了10%，但LED仅增加1摄氏度，且结温满足91℃的标准要求。综上所示，散热片的总量减少了19%，LED结温减少了7℃。

c)结果分析

为了解释被动冷却系统改进方案，我们进一步分析了LED散热器的散热性能，原始设计与散热性能差异主要与热对流的改善有关。热对流增强(> 0.3 m / s)使得LED散热器的热阻降低3.6℃/ W。由于热传导较差导致的LED散热器热阻略有增加，但LED结温仍能满足目标要求。

这项研究中，与最初的设计进行对比，重量减少了19%，LED结温减少7℃。LED散热器优化不仅可以减轻重量，还可以提高冷却效率。该优化思路可应用于各种LED散热器。