大功率LED汽车前照灯散热设计.pdf

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2011(3)
E汽车工程师
技术聚焦
Design-innovation
款識
罗静
天常工大家字半导你版明有限公迥
摘要:基于目前的半导休制造技术,LED输入功率中只有大约15%的能量转化为光能,其它的则转化热能,如果
LED散热问题解决不好,输出光功率减小,加速芯片蜿化,寿命缩短,不能突显灯具的优势。文章在某轿车现有
前照灯组合结构的基础上,制作了LED汽车前照灯样灯。介绍了热管散热器的导热和散热方式,仿真和测试结果
表明散热效果较好,指出热管散热器存在一定的局限性,散热方式应该向智能散热方向发展。
关键词:汽车前照灯;发光二极管;散热;热管
Heat Radiation Design of High Power LED Automotive Headlamp
Abstract: Based on current semiconductor manufacturing technology, only 15 percent of the energy in [ED input power
is changed into light energy, others is changed into heat encrgy. If LED heat dissipation problems can't be solved, output
light power is decreased, the chip exuviate is accelerated, service life is shortened and the advantage of LED lamp does
not shown. A sample of LED headlamp is fabricated based on the structure of a certain sedan combined headlamp. The
heat conduction and heat radiation mode of heat pipe radiator is put forward. The simulating and testing results show
that the radiating performance is better, heat pipe radiator has limitation in heat conduction and radiation mode, and the
radiating mode will be the intelligent radiating in the future
Key words: Automotive headlamp; Light emitting diode: Heat radiation; Heat pipe
发光二极管(LED)具有节能、高效及环保等多来传递热量,热管散热具有极高的导热性、良好的等
项优点,近年来被越来越广泛的应用在普通照明中。温性、冷热两側的传热面积可任意改变、可远距离传
随着汽车L业的高速发展和LED光效的不断提高,热及可控制温度等一系列优点。
LED在汽车中的应用也越来越普遍,包括内部照明灯、
由热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧湊、
制动灯、转向灯及尾灯等都已开始使用LED作光源。流体阻损小、热阻小、传热快、传热量大、均温性能
前照灯由于对亮度的要求较高,只有少数概念车推出好、传热方向可逆、热流密度可变、优良的热响应性、
了LED前照灯。然而作为一种高效节能的新型光源,热源和热汇(释放)分开、冷热流不相混杂、结构简
LED代替其他光源作为新一代前照灯光源也将成为单、质量轻、体积小及维护方便等优点。热管的主要
必然叫。随之而来有许多问题需要解决,大功率LFD作用是导热,如果把热量导出去,不能及时散出去,
的散热成为一个突出的问题。
热量返回又会集中在LED上,所以,仅用热管不能
1LED汽车前照灯的散热设计
满足设计要求,需配置种很好的散热装置将热量散
大功率LED散热方式大致可分为:自然风冷、出去図。
强制风冷及热管导热散热。自然风冷需要散热面积比2大功率LED远光灯散热设计
校大,需要给散热体提供足够大的空间,且散热体质2.1光源要求
量比较大,对于车身的复杂工作环境是不适合的;强
光源采用7颗大功率单芯片LED,LED结温
制风冷需要在灯具上加风扇,对于车灯的稳定性有影150℃,工作电流700mA,光源功率18Ww,总光通
响,这种方案也是不可取的;热管(HP, heat pipe,量1000lm以上,光型为90°朗伯光,光色应为
又名热导管或超导管)是一种貝有极高导热性能的传白色,色温小于6000K
热元件,它通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结2.2散热设计
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