[發明專利]基于遺傳算法的LED散熱器設計方法及系統

有效

• 申請號: 202010146683.7
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111353231B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 陳煥庭;周小方;沈雪華;楊育夫;張文杰
• 申請（專利權）人: 閩南師范大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08;G06N3/126
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

1.一種基于遺傳算法的LED散熱器設計方法，其特征在于，所述LED散熱器設計方法包括：

獲取LED散熱器的熱流條件；所述熱流條件包括空氣比熱容、空氣動力粘度、空氣熱導率、空氣密度和空氣流動速度；

根據所述熱流條件確定所述LED散熱器的努塞爾系數，具體包括：

根據公式確定普朗特系數；其中，c_p為空氣比熱容，μ為空氣動力粘度，k_air為空氣熱導率，P_r為普朗特系數；

根據公式確定雷諾系數；其中，ρ為空氣密度，V為空氣流動速度，μ為空氣動力粘度，R_e為雷諾系數，b為所述LED散熱器的肋片間距，L為所述LED散熱器的長度；

根據公式確定所述LED散熱器的努塞爾系數；其中，Nu_D為所述LED散熱器的努塞爾系數；

所述努塞爾系數中包含有LED散熱器的結構參數變量；所述結構參數變量包括所述LED散熱器的基板長度、所述LED散熱器的基板寬度、所述LED散熱器的基板厚度、所述LED散熱器的肋片間距、所述LED散熱器的肋片厚度以及所述LED散熱器的肋片高度；

獲取LED燈的底面積；

根據所述LED燈的底面積以及所述熱流條件確定所述LED散熱器的熱阻函數，具體包括：

根據公式確定所述LED燈的等效半徑；其中，A₁為LED燈的底面積，r₁為LED燈的等效半徑；

根據公式確定LED散熱器基板的等效半徑；其中，A_base＝W*L，A_base為LED散熱器基板的面積，W為所述LED散熱器的基板寬度，L為所述LED散熱器的基板長度，r₂為散熱器基板的等效半徑；

根據所述LED燈的等效半徑、所述LED散熱器基板的等效半徑以及所述熱流條件確定LED散熱器的熱阻函數；所述熱阻函數中包含有所述LED散熱器的結構參數變量；

獲取LED燈數量以及環境溫度；

根據所述LED散熱器的熱阻函數、所述LED燈數量以及所述環境溫度確定LED芯片的結溫函數，具體包括：

根據公式T_j＝T_a+(R_jc+NR_hs)k_hP_d確定LED芯片的結溫函數；其中，T_a為環境溫度，R_jc為所述LED燈的熱阻，N為LED燈數量，R_hs為所述LED散熱器的熱阻，k_h為LED燈的熱功耗系數，P_d為LED燈的負載電功率，T_j為所述LED芯片的結溫函數；所述結溫函數中包含有LED散熱器的結構參數變量；

根據所述結溫函數和所述努塞爾系數構建目標函數；

根據所述目標函數采用遺傳算法對所述LED散熱器的結構參數進行優化，確定最優結構參數；

根據所述最優結構參數設計所述LED散熱器。

2.根據權利要求1所述的基于遺傳算法的LED散熱器設計方法，其特征在于，所述根據所述目標函數采用遺傳算法對所述LED散熱器的結構參數進行優化，確定最優結構參數，具體包括：

初始化遺傳算法中的染色體集合；所述染色體集合為LED散熱器結構參數的集合；

根據所述目標函數以及所述染色體集合，采用遺傳算法對所述LED散熱器的結構參數進行優化，得到優化后的結構參數；

判斷所述優化后的結構參數是否在預設閾值范圍內，得判斷結果；

若所述判斷結果表示所述優化后的結構參數在預設閾值范圍內，確定所述優化后的結構參數為最優結構參數；

若所述判斷結果表示所述優化后的結構參數不在預設閾值范圍內，返回所述初始化遺傳算法中的染色體集合步驟。