【正文】 殼, 光源室，電器室，選擇AA1070 鋁合金壓鑄一次性成型,。性能優(yōu)秀的散熱器，其性能吸熱快：即吸熱底與LED 模塊間熱阻小，可以迅速的吸收其產(chǎn)生的熱量。為了達(dá)到這種效果，就要求吸熱底與LED 模塊結(jié)合盡量緊密，令金屬材料與LED 模塊直接接觸，最好能夠不留任何空隙。散熱器的整體熱阻就是由與LED 模塊的接觸面開始逐層累計(jì)而來，吸熱底內(nèi)部的熱傳導(dǎo)阻抗是其中不可忽視的一部分。為了將吸收的熱量有效地傳導(dǎo)到盡量多的鰭片上，因此還需要吸熱底有較好的橫向熱傳導(dǎo)能力，我們在設(shè)計(jì)燈具時首先滿足吸熱底有足夠的厚度，同時考慮LED 模塊的安裝孔位進(jìn)行加筋，也加強(qiáng)了燈具的整體性和機(jī)械強(qiáng)度。熱阻?。簽榱颂嵘鼰崮芰?，希望散熱片與LED 模塊緊密結(jié)合，不留任何空隙，壓鑄出來的表面這是無法實(shí)現(xiàn)的。吸熱底與LED 模塊之間必然存在一定的空隙，如果空隙中是高熱阻的空氣，就無法得到良好的導(dǎo)熱效果，因此，應(yīng)采用具有較低熱阻及較佳適應(yīng)性的材料填充其中的空隙，這便是導(dǎo)熱膏的用武之地。但導(dǎo)熱膏的熱阻始終要高于加工散熱片的金屬材料，使用它只是權(quán)宜之計(jì)，并非真正的解決之道，要想根本上提高散熱片吸熱底的吸熱能力，就必須提高其底面平整度。平整度是通過表面最大落差高度來衡量的， 以下，散熱片的吸熱底越平整熱阻越小，越有利于熱量吸收，但由于無法做到完美，涂抹導(dǎo)熱膏成為了LED 模塊安裝到散熱器的必須步驟，從而達(dá)到吸熱的最佳效果。去熱快，由于我們將LED 模塊的吸熱底和散熱鰭片壓鑄成一體，即能夠?qū)腖ED 組吸收的熱量迅速的傳導(dǎo)到鰭片部分，整個燈體和散熱鰭片上部是裸露于空中的，而且我們的鰭片的方向是平行于道路，需要散發(fā)的熱氣與氣流方向一致，不會因氣流而形成渦流而造成熱氣的滯留，進(jìn)而由流動的氣流順利帶走而散發(fā)，以最快是速度將熱量散發(fā)。 一體化散熱器 由于我們在燈體的設(shè)計(jì)上對整個燈體的上部無任何開口，整體的加工為鋁合金一次性壓鑄成型，在整體的上部不存在滲水和防塵的煩惱，僅對燈體向下方向的光源室和電器室進(jìn)行防護(hù)即可，這樣防護(hù)問題就簡單了，只需采用硅橡膠條進(jìn)行防水防塵，就能達(dá)到IP65 的防護(hù)等級。通過以上的研究我們開發(fā)的一體化LED路燈散熱燈頭，具有吸熱快，熱阻小，散熱順暢，防護(hù)等級高，機(jī)械強(qiáng)度好的優(yōu)點(diǎn)。能將LED 模塊結(jié)溫控制在攝氏60 度以下，這在LED應(yīng)用照明上具有突破性意義，將LED 照明從可能變?yōu)榭梢浴＂冢庠词遗涔庠O(shè)計(jì)：LED光源之所以適合用于局部照明，是由于LED模塊在生產(chǎn)時就可以制作成各種發(fā)光角度和各種功率的產(chǎn)品，利用特定發(fā)光角的光源做局部照明可以使光源發(fā)出的光得到更有效的利用，和傳統(tǒng)的不便控制發(fā)光角度的光源相比，可以用比較小的功率達(dá)到同等要求的照明效果，因而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。路燈主要是為了照亮路面，因而屬于局部照明。對路燈產(chǎn)品來講，與車燈、電筒等產(chǎn)品的光照要求不同，光束要求有一定的范圍，市場現(xiàn)有的產(chǎn)品一般采用透鏡來解決這個問題，不同特性的LED 管配用不同曲光度的透鏡，互換性不好。為解決這個問題，我們的產(chǎn)品獨(dú)辟蹊徑，光源室采用內(nèi)置導(dǎo)光多角度平面合理組合的方法解決，成本低，可適用于不同LED 管（不同LED 管，發(fā)射角不同，只要選擇不同的導(dǎo)光面的安裝LED 模塊即可以改變出光的角度）。另外，其出光是一規(guī)則的長方形照射面。其照射面更寬，而且亮度增大，路面照射均勻。路燈在路面照射面的照度范圍、型態(tài)和照度的均衡問題采用在不同的內(nèi)置導(dǎo)光面安放不同功率的LED 模塊，使整個照度范圍內(nèi)地面的光強(qiáng)大至均衡。由于采用了以上光的導(dǎo)向思路，使得該產(chǎn)品具有更好的照明效果。 LED 路燈配光和結(jié)構(gòu)所采用的具體技術(shù)方案 大功率LED 路燈由帶散熱片的燈體、LED 模塊、透光罩、蓋板、密封膠條組成；散熱殼體一面上的一端設(shè)有一個光源室，在其光源室的凹口周邊配裝有鋼化玻璃透光罩，在散熱燈體的光源室內(nèi)設(shè)有五個不同角度的模塊安裝面，在光源室的導(dǎo)光安裝面上按不同的配置需要安裝安裝3～5 個不同的LED模塊單元并按 “”或“ ”形式安裝。上述的呈“ ”或“ ”形式安裝可以是兩側(cè)照明單元所采用的LED 模塊功率比中間照明的LED 模塊功率大。用多種功率組合的LED 模塊組成的LED 路燈，利用其光的導(dǎo)向性可以有效的控制光線的分布范圍，使LED模塊發(fā)出的光成為一個長條形光帶沿路面方向鋪展，光的導(dǎo)向是做好LED路燈的重要環(huán)節(jié)。為了有效的利用光線，應(yīng)該發(fā)揮發(fā)光管照射方向便于調(diào)控的優(yōu)勢，使發(fā)光管發(fā)出的光形成一條光帶鋪在路面上，而不要在無效方向上散射。要做到這一點(diǎn)，結(jié)構(gòu)上的辦法是用多種功率的LED模塊組合，按 “ ”或“”形式安裝。分別兼顧不同的照射距離。分別用于照射附近路面，中距離路面，遠(yuǎn)距離路面，使LED輸出的光均勻的覆蓋兩盞燈之間的半距離路面，覆蓋寬度基本上和路面寬度吻合，這樣就可以用比較小的功率有效的照亮道路。這就需要很好的設(shè)計(jì)這幾組LED模塊的安裝角，解決光的導(dǎo)向。實(shí)踐證明，這樣制作的LED 路燈96 瓦左右的功率就能超過150 瓦納燈對路面的照明效果，以128 瓦左右就能達(dá)到300瓦的照明效果，節(jié)能效果顯著。技術(shù)參數(shù)：（等效150W金鹵燈）. JN108B 路燈技術(shù)參數(shù)（等效250W 金鹵燈）proe是美國PTC引公司旗下的產(chǎn)品Pro/Engineer軟件的簡稱。Pro/E（Pro/Engineer操作軟件）是美國參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡稱PTC）的重要產(chǎn)品。是一款集CAD/CAM/CAE功能一體化的綜合性三維軟件，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。 現(xiàn)在使用的版本：Pro/ENGINEER 。 設(shè)計(jì)過程中涉及到的軟件有好多種類，要擇優(yōu)選擇，一般以簡單、易懂、易學(xué)為準(zhǔn)。在網(wǎng)絡(luò)上找到資源鏈接將其正確下載和安裝。由于Proe的功能強(qiáng)大，包含的內(nèi)容多，所以安裝下來比較大，相應(yīng)難度也有所提升，其中要進(jìn)行的破解過程要細(xì)心，嚴(yán)格安安裝教程中的步驟進(jìn)行，才能安裝成功。 首先，打開proe，進(jìn)入繪圖界面熟悉相關(guān)工具。其次，看好設(shè)計(jì)圖紙，掌握尺寸，重要的是合理規(guī)劃制圖過程。然后開始繪圖，先按照設(shè)計(jì)尺寸繪一個拉伸平面，然后在這個平面一端繪制半圓，下來用陣列在平面上繪出翅片，在半圓的對邊添加一個拉伸平面，其厚度是第一平面和翅片的總高度，接著添加肋板和固定端，翻轉(zhuǎn)在平叛的另一面進(jìn)行兩個不同高度的挖空和打孔，這就形成一體壓鑄的散熱底板。下來在分別繪制蓋板、燈板與固定裝置。各部分零件到位后進(jìn)行裝配，要嚴(yán)格按照匹配和對齊模式裝配，裝配成型，建模結(jié)束如下圖。 裝配圖，不同的是熱分析用的是EFDpro，它是proe的一個插件，要在proe的基礎(chǔ)上安裝，所以要先安裝好proe，才能安裝EFDpro，然后在進(jìn)行破解與漢化，安裝成功才能投入使用。這時要打開EFDpro，它打開過程中實(shí)際是打開proe，進(jìn)入了繪圖界面，不同的是在你選取組件時，工具欄里會出現(xiàn)Flow analysis一窗口。它就是熱分析過程要用到的工具欄，它包含有各種參數(shù)設(shè)計(jì)與計(jì)算等功能。首先，然后開始各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定與溫度、固體材料、熱源面等的選取，現(xiàn)在可以進(jìn)行計(jì)算，F(xiàn)low Analysis》Solve》Run開始計(jì)算，完成后得出熱分析分布圖。 熱源邊緣散熱效果圖 散熱片背面效果圖 翅片散熱效果圖，圖中紅色區(qū)域是熱源，隨著熱量向四周擴(kuò)散，溫度遞減，散去熱量，也就出現(xiàn)了色變。由左上角的色條可看到，藍(lán)色部位是低溫處也就是固體本身的溫度。所以，一體化壓鑄散熱器用在大功率LED路燈上，能充分解決散熱問題。 第六章 結(jié)論與展望 43第六章 結(jié)論與展望本文參考熱分析資料與參數(shù)，對大功率LED進(jìn)行了熱分析，分析了翅片式鋁制熱沉各結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對其溫度場的影響情況，并得到了較為理想的散熱結(jié)構(gòu)模型，即一體化鋁合金壓鑄散熱器。由熱分析得出結(jié)論，一體化壓鑄的翅片式鋁制散熱器比普通散熱器有很大的優(yōu)勢。熱傳導(dǎo)方向是高溫向低溫傳遞，這樣一體化散熱器就能充分傳遞熱量，完全地解決散熱問題，提高新型太陽能路燈的性能。按每噸標(biāo)準(zhǔn)合金壓鑄鋁研究，錠約1．35萬元計(jì)算，則每個大功率LED路燈散熱器的材料成本將下降近40元，由此可大量降低大功率LED的成本，節(jié)約材料。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)能與LED照明完美結(jié)合的關(guān)鍵在于兩者同為直流電、電壓低且能互相匹配。同時，利用蓄電池儲存和釋放能量，使其優(yōu)勢更加明顯。隨著相關(guān)技術(shù)的深入研究，LED 的發(fā)光效率正在不斷提高，超高亮度LED的問世，勢必會取代普通照明電光源，并可節(jié)約大量能源且無污染。 超高亮度的LED是未來太陽能LED路燈的主流光源，能夠帶動照明燈具進(jìn)一步變革，太陽能光伏系統(tǒng)與超高亮度的LED柏結(jié)合的新模式，已經(jīng)有包括中國、日本與歐洲幾個國家在測試應(yīng)用中，大規(guī)模商業(yè)化的腳步正在加快新型太陽能路燈有安全無隱患、節(jié)能無消耗、綠色環(huán)保、安裝簡便、自動控制免維護(hù)等固有的特性。它能為高尚生態(tài)小區(qū)的開發(fā)和推廣增加新的賣點(diǎn)；可持續(xù)降低物業(yè)管理成本，減少業(yè)主公共分?jǐn)偛糠值馁M(fèi)用。新型太陽能路燈是理想的道路照明燈具，隨著人們生活的提高和社會的不斷發(fā)展，它將被廣泛利用。 第七章 結(jié)束語 45第七章 結(jié)束語經(jīng)過了一個多月的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了《新型太陽能路燈熱分析一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》的論文。從接到題目到設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，再到論文文章的完成，每一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)。在這段時間里，我學(xué)到了很多知識也有很多感受，學(xué)會了用proe繪制簡單三維圖，也會用熱分析軟件EFDpro，真是一分耕耘一分收獲。雖然我的設(shè)計(jì)作品成型了，但不是很成熟，由于本人能力有限，只能至此。有望到社會里得到充分的提高。在這里還希望評委老師們能給予諒解。致謝 47致謝感謝西安電子科技大學(xué)長安學(xué)院四年來對我的辛勤培育，讓我在大學(xué)四年來學(xué)到很多東西，特別感謝領(lǐng)導(dǎo)、老師們四年來對我無微不至的關(guān)懷和教導(dǎo)，讓我學(xué)到很多有用的知識和做人做事的方式方法。在此，我還要感謝在班里同學(xué)和朋友，感謝你們在我遇到困難時候幫助我，給我支持和鼓勵，感謝你們。 特別感謝我的指導(dǎo)老師吳勇教授，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我悉心指導(dǎo)，從設(shè)計(jì)開始到結(jié)束遇到很多困難都是他給我鼓勵與指引，使我能夠克服困難，將設(shè)計(jì)完成，在此過程中他還告訴我好多其他有用的知識和社會世態(tài)，對即將步入社會的我有很大幫助，在此謹(jǐn)向吳勇老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。謝謝！參考文獻(xiàn) 49參考文獻(xiàn)【l】Barbara G．A．，David J．B，et a1．Assessing Consumer Valuesand Supply[Z]．Chain Relationships for Solid—State Lightlng Technologies，2004．【2】David G．Pelka,Kavita Patei．An Overview of LEDAppli—cations for General Illumination[J]．Proceedings of SPIE，2004，5(186)：1526．【3】齊昆，陳旭．大功率LED封裝界面材料的熱分析【J】．電子與封裝，2007，7(6)：813．【4】James Petroski．Thermal Challenges Facing NewGenerationLight Emitting Diodes(LEDs)for LightingApplications們．Proceedings of SPIE，2002，4776，2 1 5222．【5】錢可元，胡飛，吳慧穎．大功率白光LED封裝技術(shù)的研究【J】．半導(dǎo)體光電，2005，26(2)：1 18—120．【6】張雪粉，陳旭．功率電子散熱技術(shù)【J】．電子與封裝，2007，7(6)：35—39．【7】博弈創(chuàng)作室．APDL參數(shù)化有限元分析技術(shù)及其應(yīng)用實(shí)例【M】．北京：中國水利水電出版社，2004．【8】馮亞云．化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)[M】一匕京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000[ 9】周志敏，周紀(jì)海. 閥控式密封鉛酸菩電池實(shí)用技術(shù). 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