基于动态模型辨识的大功率LED照明系统散热技术研究

本项目旨在建立大功率LED照明系统的热力学方程，并通过阶跃响应方法，辨识得到系统的动态模型，以描述LED发光的热物理现象，并控制双进双出型射流冲击冷却系统的相应参数以使LED基板温度达到最佳数值，稳定LED照明亮度。在忽略热辐射的条件下，数值求解热沉的热控制方程的稳态解，分析用于照明系统的热沉的热性能；通过对针鳍径向鳍片，弯曲径向鳍片以及混合组态的鳍片配以椎体、圆锥、圆柱、方形、矩形等形状的导流罩的热性能分析，优化设计热沉结构；设计实现双进双出型的射流冲击冷却系统对LED芯片的基板降温。本项目的研究成功，对于获得高质量、高可靠性的稳定照明和控制十分重要，并为大功率LED热管理提供一个新的研究方向，也为集成光电子学的发展奠定理论和应用基础。

本项目研究了多种型式热沉的散热效果，优化了加装导流罩条件下热沉的结构参数；设计制作了双进双出射流水冷控制单元，研制成功了KYL1-LED24X4型照明系统；利用阶跃响应的面积法和遗传算法优化BP算法对大功率LED照明系统的动态模型进行了辨识，依据该模型可为LED提供合适的功率值，同时可以动态调节LED结温，实现散热系统的自动控制。