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不同散热器上发光二极管的热学与光学特性分析
摘要： 发光二极管（LED）因其低功耗和高亮度特性在当今世界得到广泛应用。约20-30%的电能转化为光能，70-80%的能量以热量形式耗散。温度过度升高会导致LED失效，因此需要有效的热管理来实现LED的正常散热。本研究采用不同类型的铝制散热器，分析了16W LED的散热性能与光学特性。通过测量不同散热器下LED壳体温度、结温变化及光学特性发现：表面积较大的散热器在降低壳体与结温方面表现最优；平行鳍片型1号散热器因具有更大表面积而展现出更高的发光强度。
关键词： 散热器，机箱温度，发光二极管（LED），结温
更新于2025-09-23 15:23:52
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大功率单发射极激光二极管封装的热设计
摘要： 采用解析三维热模型对大功率单发射极激光二极管封装进行热设计。详细给出了散热器和基座在不同散热器底部对流换热条件下的热设计曲线，提出有效热扩散角来表征散热器的热设计，引入微分热扩散角清晰呈现封装内的热流分布。采用90%能量处的宽度和长度分别揭示基座的宽度和长度要求，研究了热膨胀系数匹配的夹层基座对总散热的影响，并针对商用F型安装激光二极管进行专门讨论，发现当前散热器设计相比自由侧向扩散封装使热阻增加了27.4%。
关键词： 热阻、散热角、次基板、散热器、热设计、高功率激光二极管
更新于2025-09-23 15:19:57
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附着于多层微通道散热器的聚光光伏室内与室外特性研究
摘要： 聚光光伏技术是比传统平板光伏系统更具前景的发电方案。本研究探究了连接多层微通道散热器的高倍聚光单太阳能电池模块的性能表现。该系统首次在室内和室外条件下进行了实验测试。室内测试从电学和热学角度研究了散热器层数变化及流体流速的影响：当流体流速保持30毫升/分钟不变时，将散热器从单层增至三层可使最大发电量提升10%，同时降低电池温度3.15°C。室外实验显示系统最大输出电量为4.60瓦，短路电流达1.96安培，电池最高温度维持在61°C以下，系统散热量达12.85瓦（占总发电量的74.9%）。
关键词： 散热器，聚光光伏，热调节，多层微通道
更新于2025-09-23 15:19:57
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影响LED面板光源结温因素的热分析
摘要： 限制结温Tj并保持其低值对半导体光源的寿命和可靠性至关重要。对于LED面板而言，在短距离内安装多个光源且彼此间存在相互热耦合的情况下，获得尽可能低的Tj温度尤为重要。本文展示了与影响示例性LED面板光源结温值的构造和环境因素相关的模拟研究结果。分析了散热器构造、印刷电路板的影响，以及环境温度Ta和空气流速v等环境因素的影响。数值计算采用Mentor Graphics公司的FloEFD软件进行，该软件基于计算流体动力学（CFD）。在构建LED热面板模型时，通过实验室测定所应用光源的光学效率ηo和实际热阻Rthj-c。
关键词： CFD（计算流体动力学）、LED（发光二极管）、结温、散热器
更新于2025-09-16 10:30:52
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为确定太阳能光伏板最佳吸热与散热方法而开展的实验研究
摘要： 太阳能光伏技术已成为传统化石燃料资源的重要替代方案。当前研究聚焦于提升光伏系统效率的技术，以应对全球电力需求不断增长的需求。将光伏板温度维持在规定标准有助于持续获取最佳功率输出。尽管现有文献中存在多种光伏板冷却技术，但能源行业始终对提高效率值和降低投资成本抱有极高期待。本研究提出的方法通过采用相变材料（PCM）调节温度来提升太阳能光伏板效率，该材料嵌入外部翅片散热器以增强PCM的热传导性，从而提供了最佳解决方案。本研究通过自然环境条件下直射阳光中的实验装置对四种不同案例（案例A、B、C和D）进行了概念验证，通过FLIR热成像仪记录温度调节过程并展示观测结果。经过对全部四种案例的全面实验研究后发现，嵌入散热器的相变材料方案（案例D）能以最低成本有效降低光伏板运行温度，并最大限度提升光伏板效率。
关键词： 相变材料、太阳能光伏（PV）板、散热器、FLIR热成像图
更新于2025-09-16 10:30:52
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混合式低聚光光伏/热系统三维数值研究
摘要： 由于同时输出电能和热能，聚光光伏/热混合集热器受到越来越多的关注。为进一步改进聚光混合光伏/热系统，需要采用结合多物理场的仿真方法来准确分析其光学、热学和电学性能。本文针对采用传热流体作为冷却介质、复合抛物面聚光器作为反射镜场的低倍聚光光伏/热系统开展了三维数值研究。通过有限体积法（FV）计算流体力学代码对整体模型进行模拟，并采用蒙特卡洛光线追迹法从理论上验证了光学模型的准确性。研究从数值上分析了不同散热器设计（U型和Z型）及冷却液（水、乙二醇和导热姆VP-1）的影响，同时对比独立光伏电池评估了该混合系统的经济可行性。经适当模型参数调整后，研究结果与实验数据具有良好的一致性。数据显示，在典型工况下该系统总能效和?效率分别可达57.66%和7.94%。相比U型设计，Z型散热器能进一步降低光伏电池平均温度并略微提升输出功率。
关键词： 光伏/热系统，FV-DO辐射法，散热器，能量与火用分析
更新于2025-09-12 10:27:22
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带散热器冷却系统的太阳能电池性能实验研究
摘要： 该研究展示了对耦合散热器的太阳能电池性能的实验调查。设计并搭建了室内实验装置，以研究采用散热器冷却系统对太阳能电池性能的影响。使用卤素灯模拟太阳辐射，在不同辐射值条件下开展研究。此外，分别在自然对流和强制对流冷却散热器的条件下进行实验。结果表明，采用散热器冷却系统能提升太阳能电池的性能：在自然对流和强制对流条件下，散热器可使电池温度分别降低约5.4%和11%。同时，使用散热器冷却系统可使太阳能电池系统的效率和功率提升约16%。
关键词： 太阳能电池，冷却，散热器，性能，散热鳍片
更新于2025-09-12 10:27:22
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一种基于开槽同轴线的新型微波与紫外辐射器，用于环氧树脂固化
摘要： 快速固化树脂基复合材料是工业轻量化生产的关键技术之一，尤其在汽车制造和飞机维修领域。本研究提出一种新型间隙同轴线微波-紫外复合辐射器用于环氧树脂固化。在相同100W功率下，分别采用工作频率2.45GHz的微波-紫外复合辐射与单一紫外辐射对环氧树脂进行固化，实测了紫外辐射与微波复合紫外辐射效果。仿真与实验表明该辐射器的微波辐射与等离子体吸收比接近3:4。实验结果显示，该辐射器的处理时间较单一紫外辐射缩短3.6倍。通过扫描电镜和X射线衍射对比固化后环氧树脂的韧性与粘结性，其断口形貌证明微波-紫外复合固化效果更优。
关键词： 微波、散热器、环氧树脂固化、开槽同轴线、紫外线
更新于2025-09-10 09:29:36
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[美国机械工程师学会（ASME）2015年电子与光子微系统封装集成国际技术会议暨展览，与ASME 2015年第十三届纳米通道、微通道及小通道国际会议同期举行 - 美国加利福尼亚州旧金山（2015年7月6日星期一）] 第1卷：热管理 - 功率转换系统中多孔介质热流体仿真模型研究
摘要： 在使用绝缘栅双极型晶体管（IGBT）?？榻械缌ψ皇保杓乒讨斜匦肷笊骺悸荌GBT?？榈姆⑷任侍?。若工程师仅从元件层面评估功率半导体器件的散热性能，就难以预测当包含散热器的功率半导体器件集成至电力转换系统后，散热器气流速率的下降情况。由于PCS的IGBT堆栈采用了多孔介质模型，可避免网格过度集中于包含散热器、空气及IGBT/二极管芯片的IGBT?？榍颍⒛芗扑愠龇从矷GBT?？榈人心诓拷峁沽鞫枇πвΦ钠魉俾?。对于户外型PCS，仿真与实验测得的散热器热点温度分别为99.3摄氏度和101.6摄氏度。所提出的数值仿真模型能相当准确地预测散热器热点温度，且在网格生成工作量和计算时间方面具有显著优势。
关键词： 多孔介质模型、散热器、热流体仿真、功率转换系统、绝缘栅双极型晶体管?？?
更新于2025-09-04 15:30:14
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[2018年IEEE第六届宽禁带功率器件与应用研讨会(WiPDA) - 美国佐治亚州亚特兰大市(2018.10.31-2018.11.2)] 2018年IEEE第六届宽禁带功率器件与应用研讨会(WiPDA) - 高密度氮化镓基功率级热特性分析与设计
摘要： 本文提出一种提取高密度氮化镓（GaN）基功率级热等效电路的方法，以48V转12V的GaN基同步降压转换器为测试平台。该测试装置通过测量半桥中两个场效应管（FET）的导通电阻Rds,on来计算结温，同时利用电流源在每个器件和输出滤波电感中产生功耗。独立控制两个栅极电压可实现两FET间功耗的对称或非对称分配，并通过比较这些结果来计算它们之间的耦合与非耦合热阻。对滤波电感的热相互作用也进行了类似建模。研究表征了采用裸PCB且无散热器的基准热设计方案，以及包含散热器、间隙垫片、间隙填充物和塑料垫片的改进热解决方案。每种配置均在三种气流条件下进行测试，并利用所得热模型估算在不使任一FET超过100°C的前提下所能承受的最大电流能力。与基准设计相比，所提出的热解决方案使最大电流处理能力提升了60%以上。
关键词： 热特性表征、eGaN场效应晶体管、热设计、高电子迁移率晶体管（HEMT）、异质结场效应晶体管（HFET）、散热器、结温、氮化镓（GaN）
更新于2025-09-04 15:30:14