韩 娜，崔国民，马尚策，刘国辉，周剑卫



基于组合参数分析的LED散热结构优化研究

韩 娜1，崔国民1，马尚策1，刘国辉1，周剑卫2

（1. 上海理工大学新能源科学与工程研究所，上海 200093；2. 哈尔滨哈锅锅炉工程技术有限公司，黑龙江哈尔滨 150060）

为了提高LED的散热性能，利用数值计算软件Icepak对其散热过程仿真模拟。LED散热受众多结构参数影响，选定影响芯片结温的主要因素，并逐一进行模拟计算，确定目标函数随各变量的变化趋势。为了进一步合理设计散热主体结构，通过正交试验优化参数组合，分析肋片个数、肋片高度、散热器高度以及基板厚度等4个因素对芯片结温的综合影响，得到优化后的参数组合。将所得最优组合参数解模拟计算，与初始结构相比芯片结温降低了9.02 ℃，达到了优化目标。

LED散热；数值模拟；组合参数；结构优化；正交试验；散热性能

第四代光源白光LED具有节能环保、体积小、寿命长、可靠性高[1-3]等优点，随着芯片功率的不断增大，产生的热量若不能及时散发，LED芯片结温则会不断升高，引起发光效率降低、寿命缩短等问题[4]。因此，有效的散热设计是大功率LED研究的难点及热点。功率型LED的散热管理分为三个层次：芯片级、封装级和系统级。芯片级和封装级是通过对材料和工艺等进行改进的方式降低导热热阻，改善散热效果。系统级的热管理是解决功率型LED散热的关键，主要针对散热器进行的优化设计。自然对流条件下，采用高热导率材料的散热器可以有效地……