大功率LED汽车前照灯的热学设计及实验研究(4)

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LED前照灯所用的LED光源都是功率比较大的而且在可靠性等诸多方面要求较高，如何解决LED光源的热量问题是保障灯具使用可靠性的最关键也是比较难克服的一个技术难题。

1.2.1 国外研究应用现状

1.2.2 国内发展现状

1.3 研究目的和意义

将LED应用到汽车前照灯照明领域能更好地发挥它的独特优势。由于LED反应速度快，它先被应用于刹车灯上，随着技术的发展，尤其近年来国内外的LED封装技术有了很大的提高，出现各种各样的封装工艺，发光效率和发光的质量也得到非常大的提高，高亮度高光效的白光LED技术的日渐成熟，也直接带动了LED在汽车照明领域的应用逐渐扩大。 LED光源体积较小所以它更加便于设计以及它的诸多优点，让LED在汽车内部灯、指示灯、信号灯以及现在崭露头角的前照灯等方面越来越被广泛应用。因此，大功率LED在汽车前照灯上的应用即将成为车用照明的重中之重，现在的汽车工业发展速度比较快,把LED光源运用于汽车前照灯，这将对推动汽车工业的发展产生重大意义。但现阶段的大功率LED在汽车前照灯的推广应用上在很多方面也依旧存在一些难以克服的技术难点，其中针对LED前照灯的散热的结构设计就是其中的关键技术之一。散热设计效果的好坏不仅直接影响到LED灯的光输出，更是直接影响灯具的使用寿命。所以，研究大功率LED前照灯进行散热设计对于大功率LED作为光源照明的汽车前照灯的开发具有重要意义。源'自-751;文,论`文'网]www.751com.cn

本课题通过对大功率LED前照灯的常用结构和散热通道进行研究，分析常用LED汽车前照灯的散热薄弱环节，利用建模软件Pro/E优化其散热结构，借助热模拟软件FloEFD对设计好的模型进行多角度、多方位热模拟，通过热模拟的结果降低LED芯片的结温，优化LED前照灯的散热，最终得出一中效果较好的散热方案。

通过对该LED前照灯的结构设计与散热模拟分析，得到LED前照灯散热的基本原理，影响其散热的薄弱环节，并通过优化设计和模拟计算得到LED前照灯散热最优化的一种结构。完善分析LED前照灯散热的方式方法以及技术手段，最终将LED前照灯的散热效果得到最好的优化，进一步指导LED汽车前照灯的散热分析、优化及生产工艺。

1.4 主要研究内容

（1）阅读相关文献，总结汽车前照灯的发展以及大功率LED汽车前照灯的优势，重点解读大功率LED前照灯的进展与不足。

（2）分析LED汽车前照灯的散热模型，完善LED汽车前照灯散热模型。

（3）利用Pro/E建立LED前照灯模型，并利用FloEFD进行热学模拟，对设计模型进行优化设计，得到用于30W-60W的功率的LED汽车前照灯理想的散热效果好的结构模型。

（4）制备相应的LED汽车前照灯实验模型，得到理想的散热效果。

（5）对LED汽车前照灯散热结构模型进行分析，得到对LED汽车前照灯实际应用有指导意义的结论。

2 LED封装热管理及热分析

2.1 LED的封装方式

任何LED的产品都是要先经过封装过程。LED本身发光的就是器件内部的半导体材料的芯片，LED的封装就是主要为了完成芯片与外电路的电气连接并且输出可见光，另外还有一个作用就是封装可以有效地保护LED内部的半导体芯片。对于不同用途或者结构类型不一样的LED产品，在封装方式上都会做出不同的设计来满足不同的使用要求。LED封装的好坏直接影响到LED产品的实际应用的成败，所以封装对于LED产品的质量尤其重要。