分布式大功率LED路灯散热器的结构设计[2]

　　3.2试验结果分析

　　试验结果如表2所示。

　　表2 试验结果表

　　利用极差分析法对表2中的正交试验模拟结果进行分析，见表3至表6。

　　在模拟的范围内，通过表3～表6各个因素对试验指标的极差，可以知道散热器各结构参数对其质量和散热性能的影响大小情况。各因素对散热器质量影响的主次顺序为:翅片厚度、基板厚度、翅片外轮廓半径和翅片间距;各因素对散热器最高温度影响的主次顺序为:翅片间距、翅片厚度、翅片外轮廓半径和基板厚度。

　　通过表3-表6各个因素不同水平下试验指标的平均值，可以确定各因素的优化水平组合。对于散热器质量这个试验指标，其最优化水平组合为:A1 B3 C1 D1;对于散热器最高温度这个试验指标，其最优化水平组合为:A1 B1 C3 D1。

　　表3 翅片厚度对试验指标的极差分析表

　　表4 翅片间距对试验指标的极差分析表

　　表5 翅片外轮廓半径对试验指标的极差分析表

　　表6 基板厚度对试验指标的极差分析表

　　以上2个指标单独分析出的优化水平组合不完全一样，对于因素A和D，毫无疑问，取A1和D1;对于因素B，其对散热器最高温度的影响排在第1位，对散热器质量的影响排在最后，因此B因素取B1;对于因素C，其对散热器质量和最高温度的影响次序是一样的，但是当C因素取C1时，散热器质量比取C3时降低了3.1%，而散热器最高温度升高了1.2%，故C因素取C1。综上所述，各因素的最优水平组合为A1 B1 C1 D1，也就是表2中的第1号模型结构。图4所示为A3 B2 C1 D3组合的散热器温度场分布图，其他组合的分析类似。

　　图4 A3 B2 C1 D3组合的温度场分布/K

　　4 结论和展望

　　通过ANSYS有限元热分析并结合正交试验法，分析不同结构参数对分布式高功率LED路灯散热器的稳态温度场的影响，得到了较优的参数组合。这不仅保证了散热器的散热效果，而且还可以帮助企业降低其成本，获得更好的经济效益。因此这种优化方法对于推广LED灯具具有非常重要的作用和意义。

编辑：Cedar