摘要
本文主旨在開發一高瓦特燈具，利用發光二極體作為發光源，以開放式脈衝熱管(Open Loop Pulsating Heat Pipe)作為散熱模組。開放式脈衝熱管具有構造簡單，製程簡化，適合量產之優點，其在高功率負載時亦可有良好的效能，能有效解決在高功率發光二極體高度熱集中，散熱不易的問題。 本研究之研究結果如下： 1、量測K-value(dV/dT) 由於LED的Tj溫度不易量測，吾人以二極體特性K-value推算Tj能有準確的推論，且線性誤差控制在0.5%以內。若能更精確控制烤箱溫度，以及精密的量測LED電壓值，則可量測更準確的K-value。 2、LED內熱阻之量測 量測LED內熱阻時，吾人採取兩種吾人開發之新方法：(1)Plate Method(平板法)與Hole Method(鑽孔法)，以不同的方式測得LED底下的Tslug溫度。兩種量測方式為吾人本論文之新方法。吾人亦可用以K-value計算之Tj溫度與Hole Method，Plate Method所測之Tslug溫度來計算LED元件內熱阻。 3、PHP散熱器之最佳冷凝長度與蒸發長度比例與填充率 在實際應用於LED燈具時，為考量燈具尺寸與成本，以冷凝長度與蒸發長度比例Lc/Lh=6為最佳，並以冷媒R134a填充率為40%時可得最佳之總熱阻。在輸入功率48W時，Rtotal為1.168℃/W。本燈具之內熱阻(Rint)約為0.2℃/W，外熱阻(Rext)約為1℃/W，兩者之總熱阻約為1.2℃/W，其內熱阻已達一般高瓦特數之良好表現，但外熱阻仍可以增大表面來改善。 4、照度比較 將本篇論文製作的48W LED燈具之照度值與台灣大學能源中心製作的48W LED燈作比較。台灣大學其照度值為232Lux，而本論文製作的LED燈具使用自製的非鋁銅基板時之照度值為180.8Lux，而使用鋁基板時其照度值為221.3Lux。吾人比較後知約有2.8%之照度差值，在照度計之誤差內。且吾人發現基於經濟考量，仍有20%之照度差值之改善空間。