【正文】 燈珠設(shè)計(jì)，并了解實(shí)際操作過程原理以及l(fā)ed二次光學(xué)設(shè)計(jì)基本原理。二、通過分析現(xiàn)有l(wèi)ed驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)其進(jìn)行反向設(shè)計(jì)，畫出其驅(qū)動(dòng)電路，并理解其實(shí)現(xiàn)原理。完成led驅(qū)動(dòng)電路原理圖，并仿真得出其結(jié)果三、焊接完成一個(gè)led燈泡，并能點(diǎn)亮。本人承擔(dān)的工作：在本次專業(yè)課程設(shè)計(jì)中，我和我的搭檔從一開始就認(rèn)真對(duì)待。所以每一部分的完成都是我們共同努力的結(jié)果。從最開始的led燈外形的繪制，led燈珠的光學(xué)仿真設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，led驅(qū)動(dòng)電路原理圖，pcb原理圖并仿真，我們倆都有完成各自的，在之后的交流和共同學(xué)習(xí)下完成最好的一份。lde燈的焊接是我們兩共同努力完成的。【三】程序框圖【四】實(shí)驗(yàn)結(jié)果首先我們利用tracepro光學(xué)仿真軟件制作出了燈罩的實(shí)體圖以及l(fā)ed燈珠仿真，并實(shí)現(xiàn)了其光學(xué)仿真；其次用protel 99se軟件制作出了驅(qū)動(dòng)電路原理圖以并生成pcb板然后做了仿真；最后在了解了led燈的工作原理，掌握了它的驅(qū)動(dòng)電路之后，我們焊接了自己的led燈，并使其點(diǎn)亮?！疚濉吭O(shè)計(jì)中遇到的問題及解決方法在本次課程設(shè)計(jì)中，我們遇到了很多問題。第一，由于是第一次使用tracepro光學(xué)仿真軟件，大家都不太會(huì)使用。但是在老師的鼓勵(lì)之下，我們就借助于老師給我們的學(xué)習(xí)資料和上網(wǎng)查找資料，同學(xué)之間相互學(xué)習(xí)交流，熟悉了這個(gè)軟件。并且能比較熟練的運(yùn)用這個(gè)軟件畫出光學(xué)器件，進(jìn)行光學(xué)仿真。之后我們畫出了比較滿意的圖。第二，在通過分析現(xiàn)有l(wèi)ed驅(qū)動(dòng)電路 進(jìn)行反向設(shè)計(jì)，這一步我們出現(xiàn)了很大的問題因?yàn)榇蠹叶紝?duì)原理還不是很清楚，然后我們就上網(wǎng)查找資料，同學(xué)之間相互討論，還有老師的幫助之下，完成了原理圖的設(shè)計(jì)。由于之前學(xué)習(xí)過protel 99se軟件的使用，所以在畫原理圖上沒有太大的問題。第三，在焊接led燈的時(shí)候，由于我們的粗心大意搞錯(cuò)了焊接的順序，所以導(dǎo)致后來用了很長時(shí)間才完成?？偠灾?，我們后來很好的完成了本次課程設(shè)計(jì)?！玖靠偨Y(jié)這次課程設(shè)計(jì)我覺得非常有意思。能通過自己動(dòng)手實(shí)踐，完成led燈的設(shè)計(jì)，焊接。并且看著自己做的燈點(diǎn)亮。感覺非常的高興，很有成就感。經(jīng)過本次的課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)會(huì)了光學(xué)仿真軟件tracepro的應(yīng)用，并且做出了led燈罩 的設(shè)計(jì)。學(xué)會(huì)了如何做光學(xué)仿真，并且完成了led燈珠的光學(xué)仿真。也使我更加熟練了protel 99se軟件制作電路圖和pcb版圖。通過此次課程設(shè)計(jì)，讓我了解了led燈的內(nèi)部構(gòu)造，led燈的驅(qū)動(dòng)電路以及它的工作原理。并且再一次練習(xí)了自己的焊接電路板技術(shù)，在老師的幫助下學(xué)到了很多東西。本次課程設(shè)計(jì)中更是很好的鍛煉了自己的動(dòng)手的能力，在實(shí)踐中，不斷的發(fā)現(xiàn)問題的所在，并在不斷的摸索中找出相對(duì)的措施，將問題解決。而且在實(shí)驗(yàn)順利結(jié)束時(shí)，不僅體驗(yàn)到自己成功完成制版的喜悅，而且更是激發(fā)了自己對(duì)led的興趣與激情。相信本次的課程設(shè)計(jì)會(huì)讓我很難忘，并且對(duì)以后的學(xué)習(xí)和生活起到很大的幫助。第五篇：LED燈散熱簡述LED燈散熱簡述課 程： 照明工程姓 名： 王文君學(xué) 號(hào)： 1215103044專 業(yè)： 電科（一）任課教師： 郭震寧時(shí) 間：2015 年 07 月 12日目錄摘要.............................................2 1 引言...........................................3LED發(fā)熱的原因.................................4與LED散熱有關(guān)的主要參數(shù)......................4散熱方式......................................6 .................................6 、被動(dòng)散熱..................................9新型散熱材料.................................10散熱實(shí)例.....................................12 .....................12 ....................12心得體會(huì)...........................................................14結(jié)束語.......................................14參考文獻(xiàn).....................................14摘要 新一代大功率LED燈光源具有環(huán)保和節(jié)能等很多優(yōu)點(diǎn)，但大功率LED燈散熱性差，易導(dǎo)致燈具光功率減小、芯片加速老化、工作壽命減短等問題，因此散熱是制約其發(fā)展的一個(gè)至關(guān)重要的因素。本文通過對(duì)大功率LED燈光源發(fā)熱的原因的探討，綜合闡述了目前廣泛運(yùn)用的大功率LED燈散熱技術(shù)、新型散熱材料等，并通過有限的幾個(gè)散熱實(shí)例加深對(duì)大功率LED燈光源散熱技術(shù)的了解和認(rèn)識(shí)。關(guān)鍵詞：大功率LED燈、散熱技術(shù)、散熱材料、散熱實(shí)例 引言發(fā)光二極管（Light Emitting Diode,LED）是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的一種新型冷光源。LED的發(fā)光機(jī)理是靠PN結(jié)中的電子在能帶間躍遷產(chǎn)生光能,芯片會(huì)有發(fā)熱現(xiàn)象,特別是大功率LED,使用多個(gè)LED組裝成一個(gè)模組,散熱量大大增加。目前LED只有15%20%的能量轉(zhuǎn)化為光能,剩余80%85%的能量都轉(zhuǎn)化為熱能,而芯片尺寸僅為1180。180。，導(dǎo)致芯片的功率密度很大（達(dá)1W/mm2量級(jí)）。但是LED器件的散熱性比較差，首先因?yàn)榘坠釲ED的發(fā)光光譜中不包含紅外部分，即其熱量不能依靠輻射釋放；其次，LED燈具的擴(kuò)散熱阻及解除熱阻都很大。而散熱性差會(huì)導(dǎo)致很嚴(yán)重的后果，比如減少LED的光輸出，縮短器件的壽命，偏移LED所發(fā)光的主波長等。因此, 如何使這些熱能以最短的路徑, 最快速的方法, 并且最大化的散發(fā)出去成了關(guān)鍵問題之一。LED的熱管理主要包括3個(gè)方面：芯片級(jí)、封裝級(jí)和系統(tǒng)集成散熱級(jí)。其中，芯片是主要的發(fā)熱部件，其量子效率決定發(fā)熱效率，襯底材料決定芯片向外傳熱效率；對(duì)封裝而言，封裝結(jié)構(gòu)、材料以及工藝直接影響散熱效率；系統(tǒng)集成散熱級(jí)也就是所謂的外部散熱器，主要包括散熱片、熱管、風(fēng)扇、均溫板等。近年來，LED散熱問題逐漸被國內(nèi)外學(xué)術(shù)界關(guān)注，相應(yīng)地開展了各種研究，然而由于LED燈散熱多為經(jīng)驗(yàn)化設(shè)計(jì)，散熱系統(tǒng)專業(yè)性比較差，以至于目前LED燈的散熱問題仍然很嚴(yán)重。因而，對(duì)大功率LED燈進(jìn)行熱分析和熱設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先介紹了LED燈的發(fā)熱原因及目前的一些散熱方式和部分新型的散熱材料，在此基礎(chǔ)上再對(duì)幾個(gè)散熱實(shí)例深刻剖析。LED發(fā)熱的原因LED燈泡發(fā)熱的原因是因?yàn)樗尤氲碾娔懿]有全部轉(zhuǎn)化為光能，而是一部分轉(zhuǎn)化成為熱能，電光轉(zhuǎn)換效率20~30%左右。也就是說大約70%的電能都變成了熱能。熱的傳播方式有“熱傳導(dǎo)”、“對(duì)流”、“熱輻射”三種形態(tài)，晶格振動(dòng)的傳播、金屬中自由電子的移動(dòng)屬于“熱傳導(dǎo)”，流體運(yùn)動(dòng)傳熱屬于“對(duì)流”，通過電磁波傳熱是“熱輻射”。與LED散熱有關(guān)的主要參數(shù)熱阻是指器件的有效溫度與外部規(guī)定參考點(diǎn)溫度之差除以器件中的穩(wěn)態(tài)功率耗散所得的商。它是表示器件散熱程度的最重要參數(shù)。目前散熱較好的功率LED熱阻≤10℃/W，國內(nèi)報(bào)道最好的熱阻≤5℃/W，國外可達(dá)熱阻≤3℃/W，如做到這個(gè)水平可確保功率LED的壽命。結(jié)溫是指LED器件中主要發(fā)熱部分的半導(dǎo)體結(jié)的溫度。它是體現(xiàn)LED器件在工作條件下，能否承受的溫度值。從根本上講，結(jié)溫的上升降低了PN結(jié)發(fā)光復(fù)合的幾率。表現(xiàn)在光源上就是發(fā)光亮度下降，產(chǎn)生了飽和現(xiàn)象。為此美國SSL計(jì)劃制定提高耐熱性目標(biāo)。芯片及熒光粉的耐熱性還是很高的，目前已經(jīng)達(dá)到芯片結(jié)溫在150℃下，熒光粉在130℃下，基本對(duì)器件的壽命不會(huì)有什么影響。說明芯片熒光粉耐熱性愈高，對(duì)散熱的要求就愈低。LED結(jié)溫的產(chǎn)生是由于兩個(gè)因素所引起的：（1）內(nèi)部量子效率不高，也就是在電子和空穴復(fù)合時(shí)，并不能100%都產(chǎn)生光子，通常稱為由“電流泄漏”而使PN區(qū)載流子的復(fù)合率降低。泄漏電流乘以電壓就是這部分的功率，也就是轉(zhuǎn)化為熱能，但這部分不占主要成分，因?yàn)楝F(xiàn)在內(nèi)部光子效率已經(jīng)接近90%。(2)內(nèi)部產(chǎn)生的光子無法全部射出到芯片外部而最后轉(zhuǎn)化為熱量，這部分是主要的，因?yàn)槟壳斑@種稱為外部量子效率只有30%左右，大部分都轉(zhuǎn)化為熱量了。結(jié)溫不但影響長時(shí)間壽命，也還直接影響短時(shí)間的發(fā)光效率，例如Cree公司的XLamp7090XRE的發(fā)光量和結(jié)溫的關(guān)系如圖2所示。溫升有幾種不同的溫升，我們這里所討論的是：管殼－環(huán)境溫升。它是指LED器件管殼（LED燈具可測到的最熱點(diǎn)）溫度與環(huán)境（在燈具發(fā)光平面上，）溫度之差。它是一個(gè)可以直接測量到的溫度值，并可直接體現(xiàn)LED器件外圍散熱程度，實(shí)踐已證明，在環(huán)境溫度為30℃時(shí)，如果測得LED管殼為60℃，其溫升應(yīng)為30℃，此時(shí)基本上可確保LED器件的壽命值，如溫升過高，LED光源的維持率將會(huì)大幅度下降。散熱方式一般說來，依照從散熱器帶走熱量的方式，可以將散熱器分為主動(dòng)式散熱和被動(dòng)式散熱。所謂的被動(dòng)式散熱，是指通過散熱片將熱源LED光源熱量自然散發(fā)到空氣中，其散熱的效果與散熱片大小成正比，但因?yàn)槭亲匀簧l(fā)熱量，效果當(dāng)然大打折扣，常常用在那些對(duì)空間沒有要求的設(shè)備中，或者用于為發(fā)熱量不大的部件散熱，如部分普及型主板在北橋上也采取被動(dòng)式散熱，絕大多數(shù)采取主動(dòng)式散熱式，主動(dòng)式散熱就是通過風(fēng)扇等散熱設(shè)備強(qiáng)迫性地將散熱片發(fā)出的熱量帶走，其特點(diǎn)是散熱效率高，而且設(shè)備體積小。從散熱方式上細(xì)分，可以分為風(fēng)冷散熱、液冷散熱、熱管散熱、半導(dǎo)體制冷、化學(xué)制冷等等。風(fēng)冷散熱是最常見的散熱方式，相比較而言，也是較廉價(jià)的方式。風(fēng)冷散熱從實(shí)質(zhì)上講就是使用風(fēng)扇帶走散熱器所吸收的熱量。具有價(jià)格相對(duì)較低，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。但對(duì)環(huán)境依賴比較高，例如氣溫升高以及超頻時(shí)其散熱性能就會(huì)大受影響。液冷散熱是通過液體在泵的帶動(dòng)下強(qiáng)制循環(huán)帶走散熱器的熱量，與風(fēng)冷相比，具有安靜、降溫穩(wěn)定、對(duì)環(huán)境依賴小等等優(yōu)點(diǎn)。液冷的價(jià)格相對(duì)較高，而且安裝也相對(duì)麻煩一些。同時(shí)安裝時(shí)盡量按照說明書指導(dǎo)的方法安裝才能獲得最佳的散熱效果。出于成本及易用性的考慮，液冷散熱通常采用水做為導(dǎo)熱液體，因此液冷散熱器也常常被稱為水冷散熱器。半導(dǎo)體制冷就是利用一種特制的半導(dǎo)體制冷片在通電時(shí)產(chǎn)生溫差來制冷，只要高溫端的熱量能有效的散發(fā)掉，則低溫端就不斷的被冷卻。在每個(gè)半導(dǎo)體顆粒上都產(chǎn)生溫差，一個(gè)制冷片由幾十個(gè)這樣的顆粒串聯(lián)而成，從而在制冷片的兩個(gè)表面形成一個(gè)溫差。利用這種溫差現(xiàn)象，配合風(fēng)冷/水冷對(duì)高溫端進(jìn)行降溫，能得到優(yōu)秀的散熱效果。半導(dǎo)體制冷具有制冷溫度低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，冷面溫度可以達(dá)到零下10℃以下，但是成本太高，而且可能會(huì)因溫度過低導(dǎo)致造成短路，而且現(xiàn)在半導(dǎo)體制冷片的工藝也不成熟，不夠?qū)嵱??；瘜W(xué)制冷就是使用一些超低溫化學(xué)物質(zhì)，利用它們在融化的時(shí)候吸收大量的熱量來降低溫度。這方面以使用干冰和液氮較為常見。比如使用干冰可以將溫度降低到零下20℃以下，還有一些更“變態(tài)”的玩家利用液氮將CPU溫度降到零下100℃以下(理論上)，當(dāng)然由于價(jià)格昂貴和持續(xù)時(shí)間太短，這個(gè)方法多見于實(shí)驗(yàn)室或極端的超頻愛好者。SynJet替代風(fēng)扇：SynJet的大致原理是一個(gè)類似振動(dòng)膜的元件以一定頻率振動(dòng)壓縮腔內(nèi)的空氣，空氣受壓縮后從細(xì)小的噴嘴高速噴出，形成空氣彈噴向散熱片，同時(shí)空氣彈帶動(dòng)散熱片周圍的空氣流動(dòng)帶走熱量。均熱板技術(shù)：熱能有個(gè)規(guī)律，它會(huì)往熱阻值低的地方傳遞。如果熱量無法通過散熱介質(zhì)傳導(dǎo)出去，它就會(huì)傳遞到PCB上，長時(shí)間運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致PCB過熱變形、損壞。因此，滿載做功時(shí)單位面積內(nèi)的巨大熱能是一個(gè)顯卡最難克服的散熱問題。下面是目前幾種傳統(tǒng)散熱方式在熱傳密度上的橫向比較：一個(gè)50cm2，6mm厚的真空均溫板HeatFlux熱傳密度可達(dá)115W/cm2，是銅熱管的10倍以上，VaporChamber真空腔均熱板比純銅基板具有更好的熱擴(kuò)散性能，特別適合于大功率的CPU、GPU的使用。如圖所示，為真空腔均熱板散熱過程示意圖，芯片產(chǎn)生熱能通過大面積均熱板迅速吸收和傳導(dǎo)，使封裝的介質(zhì)開始由液體轉(zhuǎn)化為氣體，通過蒸發(fā)區(qū)將熱能帶出。氣態(tài)介質(zhì)膨脹至整個(gè)真空腔，將帶出的熱能迅速傳導(dǎo)到整個(gè)封裝的銅內(nèi)腔體中并傳導(dǎo)到鋁鰭片上。鋁鰭片的熱能經(jīng)過風(fēng)扇強(qiáng)制對(duì)流冷卻后，使工質(zhì)失去熱能冷卻，變化為液態(tài)通過內(nèi)腔管壁毛細(xì)作用，然后回流到底部蒸發(fā)區(qū)，又吸收到新的熱能，并再度氣化將熱帶出，形成一個(gè)循環(huán)?？偨Y(jié)起來，真空均熱板優(yōu)勢有：，均熱板面積可達(dá)200mmx200mm，全面提升了電子組件/系統(tǒng)的效能自激式振蕩流熱管/環(huán)路熱管：它們作為傳統(tǒng)熱管技術(shù)的延伸，也是依靠液體相變實(shí)現(xiàn)換熱的，傳熱能力較燒結(jié)熱管提高2030%，具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、適應(yīng)性好、熱輸運(yùn)距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，是解決大功率LED燈散熱問題最為有效的解決方案。離子風(fēng)散熱技術(shù)：Tessera把這套系統(tǒng)命名為EHD(Electro Hydro Dynamic電子液動(dòng)力)散熱，其概念實(shí)際上相當(dāng)簡單，基于正負(fù)電子中和的原理，由一對(duì)電極的一端產(chǎn)生正電離子，飛向另一端的負(fù)電離子，便能帶動(dòng)空氣形成穩(wěn)定氣流，即“離子風(fēng)”帶走熱量，在完全沒有活動(dòng)部件的情況下實(shí)現(xiàn)了靜音散熱。離子風(fēng)的散熱技術(shù)，與現(xiàn)在的散熱技術(shù)相比，這種新的散熱技術(shù)可以提升250%的散熱效率。采用這種技術(shù)的離子風(fēng)引擎兩端各有一個(gè)高電壓電極，電極之間的電壓差高達(dá)數(shù)千伏，在這種情況下，空氣中的氣體分子實(shí)現(xiàn)離子化就產(chǎn)生了離子風(fēng)，這種離子風(fēng)可以高效的帶走芯片所產(chǎn)生的熱量。這種離子風(fēng)引擎可以安裝在需要散熱的芯片上，這樣無需風(fēng)扇就可以起到強(qiáng)大的散熱作用，并且其散熱效率遠(yuǎn)高于目前的散熱產(chǎn)品。如果普通散熱器可以將溫度降到60176。C的話，這種離子風(fēng)散熱引擎可以將溫度降至35176。C。在熱管的幫助下，離子風(fēng)引擎散熱效果與現(xiàn)在的散熱技術(shù)相比可以提升250%。目前相關(guān)技術(shù)人員正在努力使離子風(fēng)技術(shù)支持低電壓運(yùn)行環(huán)境。合成射流冷卻法合成射流替代了傳統(tǒng)的風(fēng)扇；對(duì)于LED散熱來說是一個(gè)極佳的選擇。通過隔膜的運(yùn)動(dòng)，引起氣流在開口處的周期性吸入與發(fā)射，