论文部分内容阅读
近年来LED芯片以及封装生产工艺发展迅速，LED的光学、电学、热学等性能不断提高，其寿命长、响应快、尺寸小、节能、抗冲击等优势也变得更加突显，并已逐渐被应用到汽车灯上，如车内照明、高位刹车灯、信号灯、转向灯等。世界各大LED生产厂家也相继推出发光效率达到801m/W的大功率白光LED，700mA时单个LED光通量可达110-1501m左右，汽车灯具的LED话成为全球汽车灯具发展的必然趋势。 初始由于亮度不足和成本原因，LED一直没有被市场普遍接受，但随着进一步的技术研究和瓶颈的突破，LED汽车灯也终于迎来了良好的市场前景，主要事件有：1、丰田的2007款雷克萨斯LS600h(首款应用LED前大灯)；2、凯迪拉克EscaladePlatinum白金版多功能运动车；3、一款基于奔腾B50车型的全LED前照灯样灯(我国“863”计划)4、2007年AudiR8车型推出了世界第一只全LED前照灯；5、日产leaf推出两颗LED的近光灯。 本论文依据《GB4599-94汽车前照灯配光性能》和《汽车用LED前照灯标准征求意见稿》，选择色温、光效、配光符合需求的CreeXLampXP-G型号大功率LED，由自由曲面反射镜出发，对于每颗LED分别设计单独的光学系统，建立光源的光学模型、设置相关参数并验证；最后利用CAD三维建模设计反光结构并优化仿真以达到GB4599-94对汽车远光灯使用的严格要求。论文提供了三种不同方案的LED远光灯反射镜，通过仿真设计和打样测试相结合的方法，仿真、打样、测试对比、修改仿真结果，修改光学结果以满足国标中对LED汽车远光灯的测试要求 此外，由于LED光源热性能的特殊性，LED芯片本身只能将约5％-10％的输入功率转化为光能，而其余90％的能量均转化为了热量，而与此同时，LED芯片对于温度又是十分的敏感的，如果热量不及时有效的散出，温度的升高将会引起LED性能下降，甚至失效。因此本论文在对LED汽车远光灯光学结构设计的同时，兼顾考虑远光灯散热结构，在相关热传导相关理论的研究基础上，论文利用结构设计分析软件进行散热结构的热学仿真。通过控制LED光源发热功率，加工材料热导率、不同接触面面积热阻、散热外壳和空气对流散热系数等相关参数模拟LED远光灯的散热效果，分析了LED在汽车前照远光灯中的散热难题，并提出了相关的可行解决方案。