一种热管散热器对大功率LED 散热效果的研究[3]

　　图5 为散热器水平放置、LED 输入功率为额定功率80 W 时，散热器不同位置的温度分布情况. 由图5 可以看出，散热器温度分布均匀，最大温差不超过6. 1 ℃，且最高温度不超过42. 0 ℃。

　　2. 2 散热器倾斜放置时的工况研究

　　散热器倾斜角为LED 照射方向与竖直向下方向之间的夹角. 在实际应用中，LED 灯具有时需要倾斜安装，比如路灯的最佳倾斜角度为12° ～ 20°，而太阳能路灯的倾角则根据当地纬度的不同有所改变，但是一般不会超过20°[6]. 针对这种情况，本文研究当LED 输入功率为额定功率80 W 时，散热器倾斜角度从0°到30°之间改变时LED 的散热情况.

　　图6 为散热基板中心温度随散热器倾斜角度变化曲线. 由图6 可以看出，当散热器倾角在10° 到30°之间时，随着倾斜角度的增加，散热基板中心温度总体呈增大趋势，但15°左右倾角对应的散热基板中心温度有所降低，其原因是此时热管内的工质回流较为顺畅，而30°左右倾角对应的散热效果最差，这与刘召军[5]、鲁祥友等[7]所得结论相一致。

　　借助Fluke Ti55 便携式红外热成像仪对散热器表面温度分布的均匀性进行监测，其中热成像仪的设置为发射率0. 95、背景温度22. 0 ℃. 图7 为散热器水平放置时，散热器表面温度分布图. 由图7 可以看出，散热器表面温度分布均匀，表面温度范围29. 3 ～ 37. 0 ℃，散热效果良好; 图8 为散热器倾角为30°时的散热器表面温度分布图，此时散热器温度分布出现明显的不均匀，表面温度范围25. 4 ～42. 1 ℃，散热效果不佳. 表1 为这2 种工况下的散热器温度和LED 结点温度的对比. 由表1 可知，散热器0°倾角所对应的散热器平均温度和LED 结点温度，均比散热器30°倾角时有明显降低。