LED散熱鰭片溫度場分析

Temperature Field Analysis of LED Cooling Plate

林俊源(Chun-Yuan Lin) ； 游育豪(Yu-Hao You) ； 徐澤志(Tze-Chi Hsu)

《桃園創新學報》 32期 (2012/12) Pp. 111-126

https://doi.org/10.6989/JTI.201212.0111

摘要

LED鰭片的散熱效能，直接影響LED的壽命與功率，隨著LED需求的亮度增加，以及封裝尺寸越來越小，然而亮度增加散熱面積變小，使得產生的熱能越來越高。為了增加散熱的速度以及效率，解決方法大部分都以增加散熱體積，和選用良好的散熱材質為主要方向，目前鋁製散熱板被廣泛應用，因鋁合金具有良好的散熱效果、容易加工、成本便宜所以被廣泛被使用，成為LED的主要散熱材料。本研究利主要以分析鋁合金鰭片之散熱，並將穿孔鰭片以增加其空氣流量，達到更佳的散熱效率，為了節省成本以及快速分析模擬結果，利用套裝軟體FLUENT，並配合ANSYS軟體，進行鰭片的壓力場與熱量分佈分析，並以風洞試驗機進行壓力場熱量分佈實驗。最後將實驗值與模擬結果比較，再進行鰭片設計，使得鰭片散熱效能有所增加。最後發現適度的穿孔，可以改善熱阻，但過度穿孔，會導致金屬熱傳受到破壞，造成反向效果，也是探討的方向。

關鍵字

發光二極體（LED） ； 散熱板 ； 多孔性 ； 熱管理

並列摘要

Due to the influences on the dissipating efficiency, there will be existing more heat generation for the complicated LED components and smaller contact area. Therefore, the most popular ways to accelerate the cooling speed is to increase the dissipating surface and to choose the suitable materials. Considering the easier process and lower cost, aluminum alloy has been widely used for the cooling procedure.In this study, the FLUENT and ANSYS package have been introduced to analyze the pressure and temperature distribution, and all these simulated results will be compared with that of wind-tunnel experimental datum to design the configuration of dissipating fin. All results show that the perforated fin can improve the cooling speed as well as increase the contact area and fin weight based on thermal resistance decreased. On the contrary, the over- perforated shape of fin will have less efficiency due to the destroying of mental conduction.

並列關鍵字

Light-emitting diode ； Cooling plate ； Porosity ； Thermal Management