LED街路灯の定常伝熱解析

一般的に、LEDはエネルギー効率が良く、発熱は少ないとされているが、消費電力の大きな照明機器では発熱を無視する事はできません。事例として、街路灯における熱設計シミュレーションをご紹介します。

LEDは省エネ/高効率デバイスというイメージがありますが、実際の照明装置ではかなりの発熱があります。また、LEDの温度が上昇すると発光効率が下がり、寿命も短くなります。

シミュレーションによる熱設計を行う事で、製品性能や信頼性の向上を効果的に検証する事が可能となります。

解析モデル

解析結果

温度分布の検証

雰囲気温度の設定による温度比較

ヒートシンクのフィン枚数の変更における温度比較

結果の比較により、放熱面積を大きくする事で効率の良い放熱を行い、温度の上昇を約10℃抑えられる事を示しています。

図1.放熱フィン 67枚／フィン間隔 4mm

図2.放熱フィン 107枚／フィン間隔 2mm

ヒートシンク及び基板の材質変更における温度分布比較

結果の比較により、より熱伝導率の高い材料を用いる事で放熱の効率を向上させて、温度の絶対値が約9℃抑えられる事を示しています。

図3.ヒートシンクにアルミ合金のみを使用

図4.ヒートシンクに銅基板を追加

効果

形状の最適化により、製品性能の向上が期待できる。