Diseño óptimo de un disipador de calor para luminaria LED mediante moderación modelación computacional - Optimal thermal design of a LED heat sink through computational modelling
DOI:
https://doi.org/10.32870/recibe.v3i1.27Keywords:
LEDs, Diseño asistido por computadora, modelación computacional, Selección computacional de materialesAbstract
En el presente trabajo se desarrolla una selección de materiales y simulación térmica en el diseño de disipadores de calor para sistemas de iluminación de estado sólido (SSL) mejor conocidos como luminarias LEDs. Se desarrolló un modelo matemático con la capacidad de predecir el comportamiento térmico de la luminaria cuando se encuentra en operación. El modelo matemático fue resuelto mediante un software de distribución libre el cual permite resolver ecuaciones diferenciales mediante el método de elemento finito. Los resultados obtenidos en el modelo matemático planteado fueron validados con los resultados obtenidos mediante experimentación usando imágenes termográficas.Abstract: This work focuses on optimal materials selection and thermal simulation for the design of heat sinks for LED luminaires, a mathematical model was developed to predict temperature distributions in operating LED lamps. A test case was solved using a noncommercial finite element code and model results were validated against experimental measurements using a thermal imager showing that they are in close agreement with each other.Keywords: LEDs, aided computer design, computational modelling, material selection.References
LEDs for Lighting Applications – Patrick Mottier ISTE & Wiley 2009
Ashby, Michael (2011). Materials Selection in Mechanical Design (4th edition ed.). Burlington, Massachusetts: Butterworth-Heinemann
Cheng, H. H., D.-S. Huang, et al. (2011). "Heat dissipation design and analysis of high power LED array using the finite element method." Microelectronics Reliability.
Reed, W. G. (2011). "ELECTRICALLY ISOLATED HEAT SINK FOR SOLID STATE LIGHT." Patent.
Tsai, M. Y., C. H. Chen, et al. (2011). "Thermal measurements and analyses of low-cost high-power LED packages and their modules." Microelectronics Reliability.
Wan, Z. M., J. Liu, et al. (2011). "Flow and heat transfer in porous micro heat sink for thermal management of high power LEDs." Microelectronics Journal 42(5): 632-637.
Yang, L., J. Hu, et al. (2009). "Degradation of high power LEDs at dynamic working conditions." Solid-State Electronics 53(6): 567-570.
Yang, S.-C., P. Lin, et al. (2010). "Failure and degradation mechanisms of high-power white light emitting diodes." Microelectronics Reliability 50(7): 959-964.
Armando Herrera Velázquez (2012). “Diseño y construcción de un sistema de alimentación conmutado para aplicaciones de iluminación de estado sólido” Tesis de Licenciatura, Instituto Tecnológico de Morelia.
Daniel Cahue Díaz (2013). “análisis mediante modelación computacional de la influencia térmica de las fuentes de alimentación en luminarias LED”. Memoria congreso Academia Jornals 2013. Intituto Tecnológico de Celaya.