LED照明燈具的散熱片設(shè)計Date：2016-10-29???? 人氣：3690
LpR上出現(xiàn)了一個案例，設(shè)計了一款LED燈的散熱片。作者從仿生學(xué)的角度對散熱片設(shè)計提出了自己獨到的見解。當(dāng)前LED照明給人的感覺是跟新技術(shù)，高科技，環(huán)保，高檔，這些詞聯(lián)在一起的。而市面上大多數(shù)的設(shè)計都是基于實用性的考慮，完全沒有考慮美感和協(xié)調(diào)感。比如這個：
看上去簡單粗暴，鄉(xiāng)土氣息撲面而來，像是設(shè)計師剛從城鄉(xiāng)結(jié)合部大學(xué)深造回來后的作品。
更不用說這款了，看上去讓人生理上嚴重不適。
當(dāng)然也有人意識到了這點，于是有的LED燈為了兼顧外形，不讓散熱片直接暴露在觀眾的眼皮底下，就設(shè)計了外層罩子，里面是散熱片，兩者兼顧。但是說實話，這種設(shè)計的散熱效果是大打折扣。
于是問題就變成了：如何設(shè)計一款漂亮的，性能優(yōu)越的并且與周遭環(huán)境和諧共存的LED燈的散熱片呢？
有人嘗試了。
世界上沒有無緣無故的愛，也沒有無緣無故的恨，更沒有無緣無故的設(shè)計，特別是對老外來講，假設(shè)這個散熱片是我設(shè)計的，老外問我是根據(jù)什么來做的？我回答：我昨晚做夢夢到的。我覺得這個老外馬上會跳樓。
廢話少說，這款散熱片是根據(jù)自然仿生學(xué)原理來設(shè)計的，原文里，作者提到了這個事實：大自然是神奇的設(shè)計師，經(jīng)過百萬年的漫長的進化，人的血管回路，樹葉的葉脈和樹根的形狀都很相似，而且它們有一個共同的目的，就是為了用最少的材料來傳送最大的資源（營養(yǎng)），所以血管，樹根的表面積是經(jīng)過大自然篩選過的，是能在最少用料情況下傳輸最大資源的。
講到這里，估計聰明的你已經(jīng)明白是怎么回事了。對的，就是你想的那樣！這個散熱片仿生的對象就是樹根和血管的枝杈形狀。
為了基于同一個標(biāo)準(zhǔn)比較，作者設(shè)計了一個限制條件：
LED 發(fā)熱量7W 。
散熱片 尺寸限制：直徑50mm 高度50mm。
散熱片 核心的core 直徑 5x5mm 。
用CFD 計算比較結(jié)果如下：
3號設(shè)計的熱阻最小，即7個齒的散熱片效果最好。最差的5號設(shè)計比3號效果差12%。
為什么會有這個區(qū)別？
答案是因為自然對流散熱下的LED燈具，其輻射和對流的換熱效率是需要平衡的，如果單獨強調(diào)面積，那么結(jié)果就是把翅片間距設(shè)計的很小，導(dǎo)致對流效果變差。反之，翅片間距過大，導(dǎo)致總面積減小，也達不到最佳效果，所以CFD的功能就在這里，我們可以通過它來甄選最優(yōu)方案。
此處可以參考這一篇博客，探討輻射和對流的關(guān)系。
把3號設(shè)計拿出來，單獨設(shè)計一個沒有叉齒的散熱片，且截面積與3號設(shè)計幾乎一樣（誤差<1%）。再比較它們倆的效果：
從圖上看，右圖設(shè)計齒間的風(fēng)俗比較均勻，且熱阻比左圖低了約8.3%。
最后，作者設(shè)計了這么一款概念產(chǎn)品，從性能和外觀上達到了平衡點。
希望以后的LED燈具設(shè)計越來越人性化，像蘋果手機一樣，把性能藏在設(shè)計背后。促使大家都使用LED燈具，希望這個行業(yè)盡快迎來春天。
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