LED灯具石墨散热器结构优化设计

谢炜^1,2，彭顺文^1,2，匡加才³，邓应军³，徐华³，郑亚亚^1,2，王真^1,2

1. 长沙理工大学汽车与机械工程学院2. 长沙理工大学工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室3. 长沙理工大学工程车辆安全性设计与可靠性技术湖南省重点实验室

摘 要：以朗硕LS-QL0X灯具散热器结构为参考模型,研究了石墨散热器替代铝散热器后灯具的散热状况,讨论了石墨散热器翅片长度、翅片角度、翅片厚度及散热器导热系数对LED灯具散热状况的影响,并在此基础上对散热器结构进行了正交优化分析。仿真结果表明,灯具散热影响因素大小的顺序为散热器导热系数>翅片角度>翅片长度>翅片厚度,最优仿真结果是散热器导热系数为50W/（m·℃）、翅片角度为7°、翅片长度为19mm、翅片厚度为0.7mm,优化后芯片最高温度为37.52℃,比优化前温度下降了20.6%。优化后的LED石墨散热器灯具的最高温度比铝散热器灯具芯片仅高出2.23℃,质量却比铝散热器减少了25.9%。研究表明优化后的石墨散热器可以满足LED灯具的散热要求,且能有效减轻灯具的整体质量。

关键词：石墨散热器;仿真分析;散热结构;正交设计;