LED散热材料陶瓷底衬的仿真实验

　　LED灯具物理系数材料陶瓷衬底Cu锡膏MCPCB导热硅脂铝散热器导电率W（mk）－122.3389.057.033.62.5201.0比热容J/（KgK）10503862009031044908密度Kg/m3372089307360260011802700温度随时间的变化曲线，热分析为了节省计算机资源，提高运算速度，根据灯具的周期对称性特征，取其1/6结构进行稳态热分析。其热分析包括热传导。由于1W单颗LED热辐射仅能带走1.63‰的热量，功率达到2W时辐射热量也仅占6.33‰，故仅考虑热传导与对流对散热的影响。

　　设置好各项参数后进行有限元仿真，得到的温度场分布如所示。稳态分析结果显示，大功率白光温度场分布，LED芯片高温度为110.5℃。散热器温度为71.6℃～75.9℃。所示为大功率LED六芯筒灯瞬态温度变化曲线，可以看出“CERAMICSUBSRATE”这条曲线在前54分钟一直处于升温阶段，“HEATSINK”这条曲线显示48分钟后便达到稳定状态，与“MCPCB”、“THERMALPAD”、“SOLDERPASTE”曲线类似。“THERMALGREASE”曲线在54分钟后处于稳定阶段。

　　整个系统在大约1小时后趋于热稳定状态。实验测试与结温估算在热特性计算中主要用到下列基本热学公式：RθJ－Ref=（ΔTJ－TRef）PD（RθJ－Ref为从二极管pn节点到某个参照点热阻（℃/W）；ΔTJ－Ref为结温TJ与参照点温度TRef之差（℃）；PD为功率耗散（W）是LED正向电流（If）与LED正向电压（Vf）之积。