從表2可以看出， 翅片數(shù)目對芯片結溫的影響最大， 翅片高度次之， 以后依次為基板長度、基板厚度、翅片厚度及基板寬度。即A > B > E > D > C > F。

翅片厚度對散熱器質量影響最大， 翅片高度次之， 以后依次為翅片的數(shù)目、基板長度、基板寬度、基板厚度。即C > B > A > E > F > D。

根據(jù)分析結果繪制各個因素不同水平對溫度目標的影響圖， 如圖4示。

根據(jù)質量公式可知， 各個參數(shù)在其他參數(shù)不變的情況下， 參數(shù)取值與質量結果成正比關系， 取值越大， 質量越大， 所以不再繪制曲線圖。

圖4 六個因素不同水平對芯片最高溫度的影響

由極差分析結果可以得知不同的因素對兩個目標的影響是不同的， 同一因素對于兩個目標影響也不同。因此對于不同因素數(shù)值的選取應本著芯片最高溫度保持最低為主要目標， 散熱器質量最小為次要目標的原則進行。例如翅片厚度對芯片最高溫度影響排在了第六位， 對質量的影響卻是最大的。因此可以選擇較小的翅片厚度， 在盡量不升高溫度的同時， 使質量降低。

在25次的實驗當中， 可以得知第25 次時， 即A5B 5C 4D3E 2F 1時， 效果最好。此時溫度為59. 61 ℃ ，散熱器質量為1. 61 kg， 結果如圖5示。優(yōu)化以后的結果為A5B 5C1D 5E5F 1。經(jīng)驗證， 此種情況下溫度可以降到58. 09 ℃ ， 散熱器質量降到0. 98 kg。結果如圖6示。

可見通過正交分析達到了雙目標優(yōu)化設計的目的。

圖5 A 5B 5C4D 3E 2F 1散熱結構下的穩(wěn)態(tài)溫度場。

圖6 A 5B 5C1D 5E 5F 1散熱結構下的穩(wěn)態(tài)溫度場。

2 結論與展望

本文通過采用正交試驗法和仿真模擬實驗相結合對集成大功率光源LED路燈散熱器進行了研究，用較少次數(shù)的仿真實驗， 獲得能基本上反映全面情況的試驗資料， 并研究不同參數(shù)對LED 散熱及質量的影響的程度， 進而得到一組優(yōu)化的參數(shù)組合。這種優(yōu)化方法對其他翅片形式同樣適用， 對大功率集中式熱源LED燈具的推廣應用具有重大的意義。