汽車大功率LED前照燈設(shè)計(jì)研究.pdf

1、自人類進(jìn)入電氣時(shí)代以來，科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展不斷改變著人類的生活。同時(shí)，人類也進(jìn)入了LED高亮度照明時(shí)代，隨著汽車等交通工具的不斷增加，LED燈具在汽車照明領(lǐng)域內(nèi)有了很大的發(fā)展。LED作為新型綠色環(huán)保能源，具有壽命長、低功耗、多變幻、啟動時(shí)間快、色度好、高流明效率等許多優(yōu)點(diǎn)使其在作為車燈光源成為了當(dāng)今汽車燈設(shè)計(jì)師的首選。而目前，LED在車內(nèi)低功率照明的應(yīng)用技術(shù)已趨于成熟，而LED的終極目標(biāo)是作為前照燈用于大功率路面照明，目前該項(xiàng)技術(shù)離最終

2、的目的還有很大差距，主要原因是大功率LED的散熱問題。眾所周知，LED對溫度的變化很敏感，目前LED的平均承受最高溫度也僅為125℃。但是一般當(dāng)LED的溫度超過80℃，則LED的光通量下降幅度巨大，光衰現(xiàn)象嚴(yán)重，甚至失效。本文就為解決大功率LED汽車前照燈的散熱問題引起的溫度過高和使用壽命縮短問題，從散熱裝置的結(jié)構(gòu)和控制裝置的硬件兩方面做了優(yōu)化設(shè)計(jì)。本論文所作的具體工作如下:
　　首先從LED的發(fā)展?fàn)顩r入手，介紹了LED目前在汽車

3、領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r，并詳細(xì)介紹了目前將LED應(yīng)用于汽車前照燈照明的實(shí)際情況和專利情況，并對目前國內(nèi)外功率型LED散熱方式和目前LED前照燈采用的散熱方案進(jìn)行分析，簡單闡述了LED前照燈的控制方式內(nèi)容，確定了本課題的研究內(nèi)容和技術(shù)路線。
　　其次是介紹了功率型LED的基本發(fā)光原理，逐步分析了功率型LED的光學(xué)特性、熱學(xué)特性和電學(xué)特性，以及LED光源特性。并進(jìn)行了功率型LED的溫度場模擬仿真分析。并運(yùn)用Pro/E三維軟件設(shè)計(jì)了三款不同形

4、式的LED前照燈模型。
　　再者是闡述了熱傳學(xué)相關(guān)理論，并著重分析了LED熱阻與結(jié)溫關(guān)系，簡單介紹了ANSYS分析軟件，并對所設(shè)計(jì)的三款車的模型進(jìn)行了簡化，將簡化的車燈模型導(dǎo)入ANSYS進(jìn)行熱分析仿真研究，對比了三款LED車前照燈在自然對流和強(qiáng)迫對流兩種狀態(tài)下溫度分布。
　　最后介紹了LED典型的三種驅(qū)動電路方式，并設(shè)計(jì)了一款LED車前照燈的驅(qū)動電路和PWM調(diào)光技術(shù)，最后搭建實(shí)驗(yàn)平臺，進(jìn)行測溫實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，該種車燈模型與仿