LED灯散热方案案例研究

简介

一家家喻户晓的日用品公司找到Aavid(宝德(Boyd)公司热工部门),希望为其两款基于LED的灯具产品分析并设计散热方案。这家公司要求Aavid为整个产品研发过程提供支持,直到实现功能性散热方案并能够在他们的高层会议上提交董事会批准。

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挑战

-台灯由20个LED组成,各自耗散约0.64W (总共12.8W )。Aavid必须确定这些LED在两个阵列中的环形柔性电路板上的安装位置。台灯底座将采用压铸件并容纳电源(镇流器),这些电源可能要额外耗散的2-3W。

-阅读灯由4个高亮LED组成,各自可能耗散高达4.5W;然而,4个LED的总耗散在任何时候都不超过10W。这些LED可以根据散热方案安装到PCB或金属。Aavid的任务是解决如何使热量扩散并向下传输到灯柱并最终到达底座。

-两种散热方案都必须具有功能性、可制造,并且不影响现有设计。

解决方案

Aavid排查其工艺,寻找符合设计范围的最佳散热方案:

• 基线热模拟和分析:基于其数据表的LED封装、基于其铜层叠的柔性电路板、所有塑料层、金属片层以及表面之间的空气间隙、所有重要发热组件(包括镇流器)和底座模拟都在指定环境下在自然对流环境中进行。

• 散热设计和优化探索:在LED下方添加散热片以避免集中热源;在可用金属组件上方均匀扩散热量;使暴露表面的自然对流最大化;视需要为台灯添加通风孔或通道;在需要的地方设计热管和/或散热器方案。

• 原型解决方案设计:协助设计和制造工作原型,及时向客户的董事会汇报。

可交付成果/结果

针对台灯和阅读灯两款产品,Aavid呈递基线模拟结果,流动和温度等值线图,并且针对金属片的空气流动、通风、传导、传导层和厚度、热界面材料和通风孔给出具体指导/建议。

-Aavid针对两款产品开发了一个适用于散热方案的原型的CAD数据库,随后完成制造原型,及时提交至首脑会议。另外,在这次会议上,客户确认了可靠的功能性解决方案,同时维持设计意图的完整性。

-董事会在高层会议上批准以后,这家公司在Aavid的支持下成功地向市场推出了这两款产品。

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