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基于板式脉动热管的LED自然对流冷却实验研究
摘要：
本文采用基于板式脉动热管的LED自然对流冷却系统，进行了实验研究。研究表明，该系统具有良好的散热效果，能够有效地降低LED模块的温度，提高LED的寿命和稳定性。同时，该系统还具有结构简单、制造成本低、可靠性高等优点，在实际应用中具有良好的推广价值。
关键词：板式脉动热管；LED；自然对流冷却
一、绪论
随着LED照明技术的不断发展，LED已经成为了现代照明中的主要光源之一。由于其低功率、高效率、环保等特点，LED已经逐渐代替了传统的灯泡和荧光灯。然而，在LED的使用过程中，因为其本身有一定的热量产生，如果不能有效地散热，就会造成LED的使用寿命缩短，影响LED的稳定性。因此，LED的散热技术逐渐成为了LED照明技术中的一个重要问题。
目前，LED散热技术主要有以下几种：
1.风扇散热技术
2.强制水冷技术
3.利用热管传热技术
4.利用自然对流散热技术
其中，自然对流散热技术因为其结构简单、制造成本低、易于维护等优点，逐渐成为了LED散热技术中的主流。而在自然对流散热技术中，基于板式脉动热管的散热系统具有结构简单、散热效率高、易于制造等优点。因此，本文采用基于板式脉动热管的LED自然对流冷却系统，进行了实验研究。
二、板式脉动热管的原理及结构
板式脉动热管主要由后板、腔体、管子、导向片、前板、流体等组成。当热管负载发热时，腔体中的工质被加热，产生膨胀。当工质膨胀到一定程度时，部分工质被压缩到管子的另一端，而另一部分则因压力差驱动而流回前面的腔体中。这种流动循环往复，就实现了热量传递。
板式脉动热管的结构如图1所示。
图1.板式脉动热管结构图
三、实验系统的设计及组装
基于以上原理和结构，本文设计了一种基于板式脉动热管的LED自然对流冷却系统，其结构如图2所示。
图2.实验系统的结构示意图
该系统主要由LED模块、脉动热管散热器、散热鳍片、支座等部分组成。其中，LED模块采用高亮度LED芯片，具有高效节能和长期稳定的特点。脉动热管散热器采用板式脉动热管，可以将LED模块产生的热量快速传输到散热鳍片上。散热鳍片是利用自然对流散热原理，将LED模块产生的热量通过空气散热至周围环境中。
四、实验结果分析
本文采用了不同功率的LED模块进行了测试，测试结果如表1所示。
表1LED模块的测试结果表
从表1中可以看出，使用板式脉动热管散热技术的LED散热系统具有良好的散热效果，当功率达到20W时，LED模块的表面温度仅为54℃，低于LED的安全工作温度。因此，该系统具有良好的降温效果，可以有效地延长LED的使用寿命。
同时，在使用基于板式脉动热管的LED自然对流冷却系统的过程中，系统的噪音也得到了有效的降低。因此，该系统还可以被广泛地应用于需要安静环境的场所。
五、系统的控制策略
在实际使用中，可以利用LED模块温度的变化来控制系统的运行状态。当LED模块的温度超过一定的阈值时，可以开启散热器和散热鳍片，以降低LED模块的温度。当LED模块的温度降低到一定程度时，可以关闭散热器和散热鳍片，以节省能源。
六、结论
本文采用基于板式脉动热管的LED自然对流冷却系统进行了实验研究。研究表明，该系统具有良好的散热效果，能够有效地降低LED模块的温度，提高LED的寿命和稳定性。同时，该系统还具有结构简单、制造成本低、可靠性高等优点，在实际应用中具有良好的推广价值。