Termiskās analīzes rīks
Termiskās analīzes programmatūra var reāli simulēt sistēmas termisko stāvokli, un to var termiski simulēt produkta projektēšanas posmā, lai noteiktu modeļa augstāko temperatūru. Ja pieļaujamā temperatūra tiek pārsniegta, siltuma izkliedes pasākumi būtu jāuzlabo, lai tie atbilstu lietošanas prasībām. Tas samazina projektēšanas, pārveidošanas un reproducēšanas izmaksas un palielina produkta panākumu līmeni.
Pašlaik ir daudz veidu termiskās analīzes programmatūras, piemēram, ANSYS, FLUENT, EFD, ICEPAK un FloTherm.
1) No darbības viedokļa EFD ir iestrādāts programmatūrā PRO / E, SW, CATIA. Programmatūras modeli ir viegli uzstādīt un viegli uzstādīt. Tas ir noderīgi aptuveniem aprēķiniem inženierzinātnēs, taču programmatūra aizņem vairāk sistēmas resursu. To nevajadzētu sadalīt pārāk daudz, un aprēķinu precizitāte nav augsta.
2) Pielietojamības ziņā ICEPAK ir iestrādāts ANSYS WB12.1, ar kuru var rīkoties vispārīgās sarežģītās virsmas. Modeļa importēšanas funkcija ir ievērojami uzlabota, un programmatūras darbība ir vienkārša. Tāpat kā EFD, nav nepieciešams manuāli aprēķināt plūsmas stāvokli. Ātri tiek galā ar sarežģītām acīm.
3) No elektroniskās dzesēšanas tradīcijas, FloTherm ir plašāks nekā ICSPAK un jau sen ir okupējis elektroniskās termiskās analīzes tirgu, taču ir grūti apstrādāt izliektas virsmas. LED gaismekļu dizaineru galvenā problēma ir modelēšana.
4) Profesionāli runājot, ANSYS un FLUENT ir vēlamā programmatūra akadēmiskajām un esejām, un tie uzsver precīzus teorijas aprēķinus. ANSYS programmatūra ir balstīta uz galīgo elementu metodi, un aprēķina rezultātam ir augsta precizitāte. Tas ir piemērots tiem, kam ir augstāks teorētiskais pamats, un tas var viegli realizēt manuālu programmēšanu un optimizācijas dizainu.
Balstoties uz iepriekš minēto salīdzinājumu, termiskajai analīzei tika izmantota ANSYS programmatūra.
Lieljaudas LED lampas termiskā analīze
Šajā rakstā kā modeli pētniecībai tiek izmantota lieljaudas LED lampa. Gaismekļa termiskās imitācijas analīze tiek veikta, izmantojot ANSYS programmatūru. Analīzes posmi ir šādi: vienkāršota modeļa izveidošana, robežnosacījumu iestatīšana, režģa dalīšana un aprēķins.
Gaismekļa fiziskais modelis
Par pētījumu modeli tika izvēlēta lieljaudas LED tuneļa gaisma, ko izstrādājis noteikts LED uzņēmums Džedzjanas pilsētā. Lukturis sastāv no LED lampu pērlītēm, spuldžu apvalkiem, ādas spilventiņiem, spoguļiem, shēmas plates, siltuma izlietnēm un barošanas avotiem.
Starp tiem lampas lodītes ir parādītas 2. attēlā, kas pieder integrētajai iepakojuma struktūrai. Katra luktura lodīte ir iesaiņota ar 9 GaN zilās gaismas mikroshēmām, trīs virknes ir savienotas virknē, un mikroshēmas virsma ir pārklāta ar fosforu gaismas kompensēšanai. Mikroshēma ir iekapsulēta ar epoksīdsveķiem un nostiprināta uz vara siltuma izlietnes ar sudraba līmi. Uzstādiet objektīvu un pievienojiet elektrodu ar zelta stiepli. Siltuma izlietne un shēmas plate ir savienota ar siltumvadošu silikagelu, un shēmas plate un siltuma izlietne ir piestiprinātas ar skrūvēm siltumizolācijas četrās pusēs. Lai samazinātu kontakta termisko pretestību, shēmas plates un siltuma izlietnes vidējais slānis ir pārklāts arī ar siltumvadošu silikagelu.
Gaismekļa siltumtīkla modelis
Ir trīs galvenie veidi, kā analizēt LED lampas siltuma izkliedi pēc luktura struktūras:
1) mikroshēma - fosfora slānis - epoksīdsveķi - objektīvs - vide;
2) mikroshēma - zelta stieple - stiprinājums - shēmas plates - termiskais silikagels - siltuma izlietne - vide;
3) mikroshēma - sudraba līme - vara siltuma izlietne - termiskā silikagela - shēmas plates - termiskā silikagela - siltuma izlietne - vide.
Tā kā iekapsulēšanai paredzēto epoksīdsveķu siltumvadītspēja ir tikai 0,2 W / (m · k), šeit tiek veikta termiskā apstrāde. Turklāt zelta stieples laukums ir ļoti mazs, un siltuma pārneses efekts ir minimāls. Tāpēc galvenais siltuma izkliedes ceļš ir trešais, tas ir, mikroshēmas izdalītais siltums tiek vadīts ar siltuma izlietni, siltumvadošo silikagelu, shēmas plati, siltumvadošo silikagelu līdz siltuma izlietnei un pēc tam siltuma izlietne. Ievadiet gaisu konvektīvā veidā.
Šis pētījums vispirms vienkāršo modeli, kura pamatā ir iepriekšminētās analīzes galvenās siltuma izkliedes metodes: LED lampas objektīva vienkāršošana taisnstūra paralēlā formā, lai samazinātu aprēķinu apjomu; sudraba pastas vienkāršošana starp mikroshēmu un siltuma izlietni līdz plānai plāksnei 0,1 mm; lampu krelles un siltuma izkliedēšana Termiskais silīcija dioksīds starp loksnēm ir vienkāršots līdz 0,3 mm plānai plāksnei.
Lukturu termiskā analīze
Pēc tam robežstāvokļus atbilstoši apgaismes ierīces pielietojuma situācijai un faktiskajiem darba apstākļiem nosaka šādi:
1) Katras mikroshēmas jauda ir 1,5 W un gaismas efektivitāte ir 20%, tāpēc sildīšanas jauda vienai mikroshēmai ir 1,2 W, tas ir, katra avota kopējais siltums tiek definēts kā 1,2 W.
2) Gaismeklis ir tuneļa apgaismojums, un maksimālā temperatūra nepārsniedz 100 ° C, tāpēc saules starojums netiek ņemts vērā.
3) faktiskajā izmantošanas procesā gaismeklis tiek tieši uzstādīts ārējā gaisā, kas pieder pie dabiskās konvekcijas. Tāpēc sešas novietnes virsmas ir definētas kā atveramas, un tiek pieņemts, ka apkārtējā temperatūra ir 25 ° C.
Gaismekļa maksimālā temperatūra ir koncentrēta mikroshēmā, un maksimālā temperatūra ir pat 76,23 ° C. Ņemot vērā noteiktu kļūdu, ļoti iespējams, ka tā pārsniegs maksimālo pieļaujamo krustojuma temperatūru 80 ° C. Var redzēt, ka LED gaismekļa pašreizējā siltuma izkliede ir salīdzinoši slikta, un ir nepieciešams veikt pašreizējo dzesēšanas sistēmu. uzlabot. Galvenais luktura augstās temperatūras analīzes iemesls ir tāds, ka shēmas plates biezums un slikta siltumvadītspēja, kā arī pārāk liels siltuma izkliedēšanas slānis, kas izraisa siltuma vadīšanas sašaurinājumu, un siltums nav labs pārraidīts.