本项目旨在建立大功率LED照明系统的热力学方程,并通过阶跃响应方法,辨识得到系统的动态模型,以描述LED发光的热物理现象,并控制双进双出型射流冲击冷却系统的相应参数以使LED基板温度达到最佳数值,稳定LED照明亮度。在忽略热辐射的条件下,数值求解热沉的热控制方程的稳态解,分析用于照明系统的热沉的热性能;通过对针鳍径向鳍片,弯曲径向鳍片以及混合组态的鳍片配以椎体、圆锥、圆柱、方形、矩形等形状的导流罩的热性能分析,优化设计热沉结构;设计实现双进双出型的射流冲击冷却系统对LED芯片的基板降温。本项目的研究成功,对于获得高质量、高可靠性的稳定照明和控制十分重要,并为大功率LED热管理提供一个新的研究方向,也为集成光电子学的发展奠定理论和应用基础。
dynamic model;system identification;heat sink;jet cooling;shround
本项目研究了多种型式热沉的散热效果,优化了加装导流罩条件下热沉的结构参数;设计制作了双进双出射流水冷控制单元,研制成功了KYL1-LED24X4型照明系统;利用阶跃响应的面积法和遗传算法优化BP算法对大功率LED照明系统的动态模型进行了辨识,依据该模型可为LED提供合适的功率值,同时可以动态调节LED结温,实现散热系统的自动控制。