考慮到工程適用性,需要保證熱管在環(huán)境溫度為0~45℃下能夠正常工作,同時(shí)芯片結(jié)溫控制在85℃以下,以滿足電光開(kāi)關(guān)具的使用要求。①LED耗散功率的優(yōu)化。選取LED的安裝個(gè)數(shù)為6~11(即 電光開(kāi)關(guān)具的耗散功率為6~11W),分析摻鈥YAG晶體供應(yīng)商限制熱管大傳熱量的毛細(xì)限參數(shù)隨環(huán)境溫度的變化趨勢(shì)。出現(xiàn)zui低毛細(xì)極限的環(huán)境溫度為0℃,因此必須比較zui低毛細(xì)極限下,各耗散功率下的散熱量大小,可以最終確定出本設(shè)計(jì)的熱管散熱器能安裝的zui大LED個(gè)數(shù)為9個(gè),即 電光開(kāi)關(guān)具的zui大散熱量為9W。不同耗散功率下,環(huán)境溫度和毛細(xì)極限的關(guān)系:4LED個(gè)數(shù)和毛細(xì)極限的關(guān)系②肋片長(zhǎng)度和肋片間距的優(yōu)化。由于肋片寬度由專注摻鈥YAG晶體的蒸發(fā)段寬度決定,因此該設(shè)計(jì)參數(shù)已經(jīng)由之前蒸發(fā)段的尺寸定出。
因此,只有充分考慮專注摻鈥YAG晶體最不利情況,才能大程度發(fā)揮LED的自身優(yōu)勢(shì),保證其在隧道中的正常使用。對(duì)于自然對(duì)流下LED的散熱問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已做了大量研究。SenolBaskaya等結(jié)合數(shù)值模擬與試驗(yàn)對(duì)板翅式換熱究heatsink)幾何參數(shù)和基板熱流密度對(duì)摻鈥YAG晶體供應(yīng)商熱阻和換熱性能的影響規(guī)律不同類型圓柱管、縱向翅片散熱器(cylindricaltube,Ren-Tsung等通過(guò)試驗(yàn)對(duì)矩形針狀翅片換熱器性研究。
肋片長(zhǎng)度決定了肋片的散熱面積,同時(shí)專注摻鈥YAG晶體肋片間距的大小又對(duì)肋片數(shù)量以及肋片的總體散熱面積有著重要的影響,散熱面積是自然對(duì)流散熱設(shè)計(jì)中的核心要素,因此有必要對(duì)以上兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)耗散功率為9W的情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。不同肋片長(zhǎng)度下,肋片間距和zui低毛細(xì)極限的關(guān)系可以看出,在9W耗散功率下,肋片長(zhǎng)度B大于等于28mm時(shí),只要摻鈥YAG晶體供應(yīng)商肋片間距合適,都可以滿足散熱需求。結(jié)合圖6可以看出,滿足芯片結(jié)溫小于85℃要求的數(shù)據(jù)點(diǎn)很多,但根據(jù)芯片結(jié)溫越低,散熱效果越好的原則,同時(shí)從節(jié)約成本的角度來(lái)考慮,最適宜的肋片長(zhǎng)度為28mm,肋片間距為6.5mm。
大功率LED熱管散熱器模塊設(shè)計(jì)方案:熱管散熱器模塊化思路及意義熱管散熱器模塊化就是將LED 電光開(kāi)關(guān)具中若干個(gè)LED光源的散熱器以熱管為主要散熱結(jié)構(gòu),和LED光源組成一體化的模組,一個(gè)LED 電光開(kāi)關(guān)具由許多個(gè)模組組成,而并非傳統(tǒng)意義上將所有的摻鈥YAG晶體供應(yīng)商、散熱器等都放在一個(gè) 電光開(kāi)關(guān)具結(jié)構(gòu)之內(nèi)。,整個(gè)大功率LED熱管散熱器模組主要由三部分組成:大功率LED光源、均溫板和熱管加肋片。大功率LED光源主要由大功率LED和PCB基板組成,在整個(gè)模塊中實(shí)現(xiàn)電氣上的互連;均溫板的主要作用是支撐專注摻鈥YAG晶體,并將LED產(chǎn)生的熱量均勻地分散傳導(dǎo)到散熱器模塊上;熱管加肋片組成的散熱器結(jié)構(gòu)是整個(gè)模塊最重要的部分,它將產(chǎn)生的熱量迅速傳導(dǎo)出去,以保證整個(gè)大功率LED熱管散熱器模塊處于穩(wěn)定的工作溫度狀態(tài)。
在同等照明亮度條件下,LED應(yīng)用于摻鈥YAG晶體供應(yīng)商時(shí)可節(jié)能40.但目前LED的光電轉(zhuǎn)化效率僅為15~20,散熱已經(jīng)成為制約LED照明系統(tǒng)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一,也是當(dāng)前LED研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)狹長(zhǎng)、半封閉等固有特點(diǎn)使得專注摻鈥YAG晶體尤為復(fù)雜,隧道中LED的散熱也呈現(xiàn)不同之處。通常情況下,由于機(jī)械通風(fēng)和交通風(fēng)的存在,隧道中空氣呈現(xiàn)單向流動(dòng),LED散熱屬于強(qiáng)制對(duì)流下的傳熱問(wèn)題。然而,在極端情況下,隧道處于暫時(shí)的近似無(wú)風(fēng)狀態(tài),此時(shí),LED芯片產(chǎn)生的熱量完全通過(guò)自然對(duì)流的方式耗散,散熱效果微弱。
三基色熒光,電光開(kāi)關(guān)近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的三基色熒光 ,摻鈥YAG晶體供應(yīng)商是高效率、高顯色性劃時(shí)代產(chǎn)品,它的亮度比相同功率的直管形熒光 電光開(kāi)關(guān)高20,只是價(jià)格較高,但當(dāng)大量使用時(shí),新增加的投資,會(huì)很快從節(jié)省的電費(fèi)中得到補(bǔ)償。細(xì)管徑型熒光,專注摻鈥YAG晶體另一種新型高效熒光 電光開(kāi)關(guān)是細(xì)管徑型熒光 電光開(kāi)關(guān)。進(jìn)入20世紀(jì)70年代以來(lái),變頻器試驗(yàn)世界上低壓水銀熒光電光開(kāi)關(guān)朝著細(xì)管化、緊湊化方向發(fā)展,過(guò)去直形管熒光 電光開(kāi)關(guān)的管徑為:40.5mm和38mm兩種。在歐洲開(kāi)發(fā)了管徑為26mm的熒光 電光開(kāi)關(guān)管內(nèi)封入氧氫混合氣體,管徑使用三基色熒光粉或優(yōu)異鹵粉,提高了熒光電光開(kāi)關(guān)的表面負(fù)荷,因而可縮小管徑。
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