Физическое материаловедение светодиодных наноматериалов. Артемьев Д.М - 34 стр.

UptoLike

33
4. Лабораторные работы по расчету тепловых свойств материалов
4.1. Численное моделирование процессов теплообмена в твердых
телах. [Лабораторная работа №4]
Краткое описание работы
Светодиодные модули, выполненные по технологии «чипна–плате»
(англ. «chip-on-board», COB), представляют собой массив светодиодных
чипов, установленных на единую подложку, и покрытых общим слоем
защитного покрытия. У модулей COB есть ряд преимуществ по сравнению
с корпусированными светодиодами: более низкая стоимость производства,
высокая удельная мощность, компактные размеры. В данной работе будет
произведен расчет теплопроводности в светодиодном модуле, который
представляет из себя керамическую пластину с металлизацией, на которой
смонтированы светодиодные чипы, покрытые слоем люминофора.
Обеспечение теплового режима светодиодных модулей является
ключевым элементом для повышения эффективности и долговечности
устройств на их основе. Помимо того, что повышение температуры
активной зоны светодиода влечет за собой падение эффективности
светодиода и сокращение времени его службы, высокие рабочие
температуры приводят также к термическому гашению люминофоров [1].
Цель работы
Приобретение навыков проведения расчетов теплообмена в твердом
теле с помощью программного комплекса COMSOL Multiphysics.
Задачи работы
Моделирование стационарных процессов теплообмена в
светодиодном модуле. Моделирование состоит из следующих этапов:
импорт геометрии, создание сетки, задание граничных условий, задание
параметров теплового расчета в твердом теле, проведение расчета, анализ
результатов.
Теоретическая справка
Обеспечение теплового режима люминофорного покрытия
светодиодных модулей осложняется наличием значительного
тепловыделения в объеме люминофоросодержащего геля, обладающего
крайне низким коэффициентом теплопроводности (около 0.2 Вт/м/К).
Граничные условия на тепловыделение задаются на поверхности
светодиодных кристаллов и в областях инкапсулирующего геля над
кристаллами. (см. Рис. 18). Общая мощность светодиодного модуля 10Вт.
Свойства материалов светодиодного модуля представлены в Таблица
2. Свойства материалов можно сопоставить с элементами геометрии,
используя Рис. 18.