道路灯具大功率LED阵列光照度分布研究

大功率LED照明能够节省大量能源,减少二氧化碳的排放,并且有助于改善城市环境.本文从大功率LED道路灯具工作特性出发,对两对LED阵列的照度叠加进行了计算,研究了大功率LED道路灯具阵列分布方式,为国家半导体照明工程提供科学的决策支持.

大功率半导体激光器阵列稳态温度分布分析

通过对大功率激光器阵列热现象的分析 ,采用有限元分析法建立了大功率激光器稳态工作时的空间温度分布模型 ,给出了具体的温度分布曲线 ,由此模型得出大功率激光器阵列沿谐振腔方向有一定的温度差 .该模型给出的载体、芯片的温度分布 ,可以指导阵列载体、散热器的设计 ,优化它们的尺寸 .样品的实验数据与模型的理论预测结果吻和得很好 .

基于平板微热管阵列的大功率LED散热技术

以当前节能减排的大环境和大功率LED应用中急需解决的散热问题为背景,将具有高效传热性能的平板微热管阵列应用于大功率LED散热技术研究中,设计出新型的大功率LED散热装置——基于平板微热管阵列的U型散热装置。该装置可以将热量及时有效地从LED芯片中带出,并通过散热翅片将热量都传递到周围环境空气中。以真实的LED作为发热源进行实验,论证了微热管阵列散热装置的有效散热能力,其良好的均温性,探索了LED基板与热管之间连接方式、U型热管与散热翅片之间连接方式、散热装置有效散热面积对大功率LED散热效果的影响,并结合实验结果,利用ANSYS仿真模拟软件对U型热管散热装置进行优化,进一步探索散热翅片间距、厚度、高度的最优值,对基于微热管阵列大功率LED的散热装置的进一步研发改进提出建议。

连续波工作大功率半导体激光器阵列的温度分布

用Ansys软件模拟了大功率半导体激光器阵列的稳态温度分布,并对自行研制的半导体激光器阵列的温度变化进行了测试,结果表明理论计算与实验结果基本吻合。该模拟结果对大功率半导体激光器阵列的封装设计具有现实的指导意义。

基于微通道散热的大功率LED阵列的热阻研究

采用微通道致冷技术,设计了大功率LED阵列的外部热沉。针对直鳍片微通道结构的散热器,理论分析了影响其热阻的因素,推导了热阻表达式,并对微通道散热器的结构参数进行了优化,指出当通道宽度取某一数值时,散热器的热阻可达到最小。利用MATLAB软件,对LED的热阻与微通道散热器的结构参数和冷却液的压力关系进行了仿真,给出了直观的关系曲线。

阵列式大功率LED灯热分析

基于ANSYS仿真软件,设计了一款用于石油化工场所的阵列式大功率防爆LED灯。为满足特殊环境的散热要求,从灯具结构散热设计、材料的选择、芯片发热量以及环境参数的合理定义进行了较为细致的探讨和分析,模拟计算了灯具的温度场、温度梯度以及热流密度,得到了芯片和灯体表面的温度;然后按照数值分析模型参数,进行了样品制作,并对其进行整机温度试验;最后对仿真结果和温度试验数据进行了定量和定性分析,验证了所选用的数值模型和分析方法的正确性。

ZnO纳米阵列增强大功率蓝光LED出光效率的研究

采用低成本的化学溶液法在大功率GaN基蓝光LED芯片上生长ZnO纳米阵列,以提高LED芯片的出光效率.通过改变生长溶液中氨水及锌离子浓度实现对纳米阵列结构形貌的可控性,进而得到不同形貌的ZnO纳米阵列.在此基础上,进一步研究纳米结构形貌对LED芯片出光性能的影响,探讨纳米结构增强LED芯片发光效率的机理.结果表明,较高密度、锥形形貌的ZnO纳米阵列更有利于增强LED芯片的出光效率.在优化的实验条件下,表面沉积ZnO纳米阵列的LED芯片比普通LED的出光效率高出60%以上,并且纳米阵列不影响LED器件的电学性能和发光稳定性.

基于平板微热管阵列的大功率LED路灯散热研究

大功率LED路灯是照明行业的发展趋势,但是目前由于散热等问题限制了其大规模推广。本文选用平板微热管阵列与翅片散热器结合的方式针对大功率LED路灯设计出一种新型的散热器,首先对所选用的平板微热管进行传热特性实验,结果表明所选用平板微热管具有良好的均温性和快速启动特性,在蒸发段外壁面温度为53℃时,达到最大热通量达到117.2 W/cm^2;建立了LED路灯系统的装配模型,在ANSYS Workbench中进行稳态热模拟,结果表明新型散热器可以很好的解决大功率LED路灯的散热难题。

大功率LED阵列散热结构热分析

在自然对流冷却状态下,不同的散热结构对大功率LED阵列散热性能有显著影响。采用有限元分析法,对不同散热模型进行了分析并得到工作稳定时的热分析图;对比直片形、弧形、弧钉形散热结构的散热效果,逐步得出弧钉形散热结构散热效果最好,使得空腔以及芯片处温度均在合适的范围内,灯具的使用寿命达到近40 000 h。另外,模拟得出在普通散热设计中,灯具适合的功率约为13.75 W。通过有限元法仿真模拟得出较为合理的结果,有效地减少了实验损耗。

多排阵列大功率LED的ICEPAK热设计

随着LED的集成度越来越高,LED的散热问题越来越突出。为提高LED的使用寿命和可靠性,使用专门的热分析软件ANSYS ICEPAK对影响多排阵列大功率LED散热的关键因素风扇质量流量、翅片厚度以及翅片行间距等进行分析研究。结果得出基板温度随风扇质量流量的增大而降低,随翅片厚度的增加先降低后升高,随翅片行间距的增加先降低后升高,并分别提出有效的改进措施。最后对初始模型进行参数优化,将风扇质量流量从初始的0.005 kg/s优化为0.010 kg/s,将翅片厚度从初始的0.018 m优化为0.012 m,将翅片行间距从初始的0.014 m优化为0.010 m。优化后基板的温度为81.31℃,比优化之前的107℃降低了25.69℃。

基于动态核主元分析的大功率LED阵列动态光源在线状态观测与故障诊断

大功率LED阵列动态光源工作过程中光电热参数具有不确定性和时变时滞非线性特点,利用动态核主元分析方法(DKPCA)对大功率LED阵列动态光源进行在线状态观测与故障诊断能有效地捕捉观测数据的非线性和相关性特征,根据历史数据的主元特征计算出的统计量阈值和在线数据的统计特征实现故障检测,利用重构贡献图法实现故障的分离。仿真实验表明,对大功率LED阵列动态光源典型的传感器和执行器故障进行有效监测和诊断相对于核主元分析方法对故障更为敏感,故障检测率最高提高了7.5%,误检率下降了4.2%。

分布估计算法在光伏阵列多峰最大功率点跟踪中的应用

本文主要介绍光伏发电系统的基本原理,在Matlab/Simulink中建立光伏阵列最大功率跟踪(MPPT)的模型,分析研究2种常用最大功率点跟踪方法扰动观察法和导纳增量法的优缺点,在此基础上,利用分布估计算法良好的全局搜索能力,研究其应用于光伏阵列多峰值MPPT中的参数选择及优化改进策略。

基于STM32的大功率LED阵列高精度制冷控制系统

LED结温动态严重影响其光学特性变化规律,针对大功率LED阵列散热需求,利用半导体制冷器(Thermoelectric Cooler,TEC)设计一套制冷控制系统。开关电源易产生较强电磁干扰,设计具有快响应时间、高稳定度特点的可编程线性电源驱动TEC稳定工作。针对常规线性PID对具有非线性特征的TEC制冷控制系统存在快速性和超调量难以兼得的问题,于STM32嵌入式实现模糊RBF神经网络PID控制,并用6×3 W大功率LED阵列进行测试,实验结果证明相比于常规线性PID控制,调节时间缩短,超调量减少,温度波动仅为±0.1℃,该系统在保持大功率LED阵列工作环境温度稳定的同时可提升其输出光效。

大功率半导体激光器远场光分布特性

对于以TM模工作的大功率半导体激光器,基于偏轴高斯光束模型,推导了描述其光波传播特性的非傍轴矢量场模型,数值计算了大功率半导体激光器光束的远场光强分布和发散角特性,讨论了bar型半导体激光器的远场光分布特性,给出了bar型半导体激光器的远场光强分布模型及数值仿真结果.仿真结果表明,大功率半导体激光器的矢量光场和标量光场的光强分布有一定差异,光强误差随光波的传输距离的增加而减小,随着垂直于结方向的坐标的增大,误差也增大;bar型半导体激光器的远场光斑随着距离增加,光斑分别呈分离状、开始交叠、甚至出现平顶.该远场分布模型为定量描述bar型大功率半导体激光器的远场分布、合理设计光学整形系统以及正确评价光束质量提供了重要依据.

大功率LED空间光强对VLC幅频特性的影响

提出了一种基于大功率LED阵列VLC系统的收发通路。通过对LED光源特性的分析和讨论,建立了一种基于LED阵列的空间光强分布模型,利用该模型并结合实际电路测试研究了大气信道距离对接收信号幅频特性的影响,指出了VLC系统接收电路的幅频特性不随光强变化而变化。

基于导出式大功率LED用聚碳酸酯透镜热能分布的研究

针对大功率小光束角LED产品由于热能聚集导致产品性能下降、使用寿命缩短等问题。提出了采用吸热涂覆层导出式的热能散热分布系统,提升了大功率小光束角LED产品的使用性能及其使用寿命。

基于GA-PSO的分布式光伏发电最大功率跟踪控制

为解决局部阴影下光伏阵列采用传统最大功率点跟踪(MPPT)易陷入多峰值的局部最优点问题,采用分布式构架的光伏阵列,提出了一种基于遗传粒子群(GA-PSO)的MPPT混合算法,GA-PSO算法结合了粒子群算法(PSO)的位置转移和遗传算法(GA)的全局搜索能力,使混合算法拥有比GA算法和PSO算法更好的追踪准确性和快速性。在MATLAB/Simulink平台上建立了基于GA-PSO的分布式最大功率跟踪控制(DMPPT)电路拓扑结构的光伏阵列仿真模型,仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性,为MPPT技术改进提供一种参考方案。

可见光通信中白光LED阵列光源的光功率分布研究

本研究提出了一种在考虑室内反射光影响条件下白光LED阵列光源的辐射模型,并对光辐射功率分布进行软件仿真,仿真结果表明室内一次反射脉冲和二次反射脉冲对光功率分布的影响是很大的。继而在考虑反射光的情况下,通过计算和仿真,给出了白光LED阵列的内部LED灯的分布和阵列之间的最佳位置分布。

基于T-S模糊控制器的光伏阵列最大功率点跟踪控制

针对光伏发电系统的非线性、强耦合、不确定特性,采用一种基于T-S模糊模型的光伏发电系统局部线性建模方法,并根据建立的局部线性模型,采用并行分布补偿(PDC)控制策略设计了光伏局部线性子系统的T-S模糊控制器增益。通过局部线性子系统的加权求和得到全局非线性系统的T-S模糊模型和模糊控制器增益。基于MATLAB/SIMULINK建立了系统动态仿真模型,仿真结果表明所设计的T-S模糊控制器用于光伏最大功率点跟踪具有可行性,同时保证了系统最大功率点跟踪具有足够的稳态精度与跟踪速度。

一种激光辐照下光伏阵列最大功率点追踪办法研究

激光无线电能传输(LPT)技术既具有能量密度高、设备体积小等优点,又具有传输效率偏低的不足。针对激光无线电能传输系统中光伏阵列的光电转换效率低这一问题,从光伏阵列的电气连接结构、高斯激光能量分布简化模型入手,得出激光辐照下光伏阵列GMPP的分布规律,并用改进的恒定电压法完成最大功率点的追踪,最后在MATLAB/Simulink中对GMPP的分布规律和改进的恒定电压法完成最大功率追踪进行仿真验证。结果表明,激光辐照下改进恒定电压法0.07 s完成了光伏阵列最大功率点追踪,并且不会因陷入局部极值点而失效。