本文利用正交試驗(yàn)對(duì)散熱片結(jié)構(gòu)中的底板厚度、翅片厚度、翅片間距、翅片高度4個(gè)因素進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。把以上影響散熱片散熱性能的4個(gè)參數(shù)作為因素，每個(gè)因素取4個(gè)水平，以模型質(zhì)量和最高溫度為指標(biāo)，采用正交表L16(44)模擬實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表2所示。
表2 正交試驗(yàn)結(jié)果表
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根據(jù)正交試驗(yàn)表中的數(shù)據(jù)，將以上四因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的極差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表3～表6。表中數(shù)據(jù)顯示對(duì)散熱片質(zhì)量的影響由大到小的因素依次為：翅片厚度、翅片間距、翅片高度、底板厚度;對(duì)模型最高點(diǎn)溫度的影響由大到小的因素依次為：翅片間距、翅片高度、翅片厚度、底板厚度。
表3 翅片厚度對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的極差分析表
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表4 翅片間距對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的極差分析表
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表5 翅片高度對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的極差分析表
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表6 底板厚度對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的極差分析表
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從試驗(yàn)結(jié)果分析可得出，在設(shè)計(jì)大功率LED翅片式散熱結(jié)構(gòu)時(shí)，為了得到更好的散熱效果，應(yīng)使翅片厚度和翅片間距盡可能小，但實(shí)際上這些值又不能無(wú)限小。首先，由于自然對(duì)流達(dá)到熱平衡的時(shí)間較長(zhǎng)，所以自然對(duì)流散熱器的基板及齒厚應(yīng)足夠，以抗擊瞬時(shí)熱負(fù)荷的沖擊。其次，翅片間距減小，翅片數(shù)量增加，會(huì)導(dǎo)致靜壓下降。若翅片數(shù)量過(guò)多過(guò)密，則會(huì)降低空氣流速，相反會(huì)使散熱片的散熱效率降低。
另外，在實(shí)際中，因美觀與一些特定的環(huán)境要求，會(huì)對(duì)燈具整體高度有所限制。這樣就限定了散熱器的高度，而散熱器的高度是底板與翅片高度之和。若增加底板厚度則散熱片的高度就要降低。在整個(gè)散熱結(jié)構(gòu)中，底板的主要功能是將燈具內(nèi)部光源產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出，再有外部的翅片散發(fā)掉。因此，選取合適的底板厚度和翅片高度也是加快散熱的有效途徑。