大功率 LED 汽车前照灯散热系统设计

针对大功率发光二极管(Light-emitting diode, LED)对结点温度要求严格控制的特点,提出一种基于导热板+热沉的散热技术来满足LED 前照灯散热封装的需求。通过数值模拟和试验方法研究了芯片的结温随环境温度、导热板长度、散热器倾斜角度、芯片封装深度的变化规律,试验值与数值模拟值基本吻合。结果均表明,环境温度及散热器的倾斜角对芯片结温有较大影响,芯片结温随环境温度基本呈线性变化关系,散热装置水平放置的散热效果最高。     

LED汽车前照灯系统的应用现状

随着半导体材料及封装工艺的进步，大功率白色LED在汽车前照灯上的应用将成为车用LED市场增长的重中之重。本文论述了LED作为汽车前照灯使用的关键的技术难点，介绍了LED汽车前照灯的应用状况。     

LED前照灯研究

本文介绍了LED作为汽车前照灯的优势,LED前照灯光学系统的设计以及对散热问题的处理。     

LED汽车前照灯高效抛物反射器的研究

根据非成像光学和光度学理论,针对LED光源的发光特性和汽车造型设计要求,分析了影响抛物反射器能量利用率的几何参数,导出了抛物反射器的光能利用率与反射器的口径、收光角及抛物镜主轴相对LED光源的角度的解析关系式.分析结果表明,反射器单位口径的光能利用率随口径的变化并非单调,而是存在着峰值,当收光角为70.53°时,单位口径收光效率最大值;对一定光学扩展量的抛物反射器,通过旋转LED光源,可以进一步提高光能利用率;抛物反射器的收光角不同,最佳的旋转角度也不同.TracePro仿真模拟结果与理论分析结论基本一致,所得结果为抛物反射器的优化设计提供了理论依据.     

LED汽车前照灯光辐射安全研究

介绍了光辐射安全的基本概念和理论基础,分析了LED汽车前照灯光辐射安全的标准化情况,研究了LED汽车前照灯光辐射的主要危害来源,在此基础上,重点分析了LED汽车前照灯光辐射的蓝光危害,提出其蓝光危害的快速评价方法及测量方法.     

智能电源技术推动汽车LED前照灯技术成为主流

本文介绍了LED前照灯的优势,进而说明集成的单芯片ASIC在控制LED前照灯方面的特点和优势。     

单模组LED光源的一体式汽车前照灯设计

随着LED光源技术及应用的发展,其在汽车照明市场中所占的份额也逐年增大。目前,市场上大多采用多个模组LED光源及其分别的结构设计汽车近光灯和远光灯,再由这些汽车LED近光灯和远光灯组合成不同车型的汽车LED前照灯,这种方法设计的汽车前照灯体积大、功耗大、成本高、适用车型少。提出了一种以单模组LED光源的一体式汽车前照灯系统的光学设计方法,使用一个LED光源模组和一组反射器的组合来满足远光和近光的照明的要求,仅仅通过光阑板的切换来达到近光和远光照明的目的,重点通过光学仿真软件模拟仿真的方式,通过对比研究不同光学结构设计方式来确定最后的设计方案。最终给出了一个效率较高、体积较小、应用范围广泛、照明效果好、适用于多种车型的一体式汽车前照灯的设计方法。     

汽车用LED前照灯光源显色性要求探析

介绍了显色性的基本概念和目前主流的评价方法、白光LED显色性评价方法,分析了汽车用LED前照灯采用红色比作为光源显色性评价方法的原因,对红色比方法的适用性进行研究,提出对于未来前照灯用白光LED光源显色性评价的建议。     

LED汽车前照灯驱动电路设计与仿真

随着大功率LED性价比的提高,输出光流量的增加,使LED应用在汽车前照灯成为可能。在输入电压在10～14V之间变化,负载采用8颗700mA大功率白光LED的条件下确定驱动方式、拓扑结构和调光方式,设计一种基于LTC3783芯片PWM控制LED亮度的恒流I。ED汽车前照灯驱动电路,并用LTspiceIV软件对电路进行了仿真。结果表明,输入电压在10～14V变化时输出电流为一个710mA均值,有0．7％纹波的电流,电流精度为2．1％,输出电压为28．6V,输出功率为20w,电路转换效率为91％。有PWM信号输入时,电路输出一个与PWM信号相同占空比的电流。通过调节PWM信号的占空比实现LED亮度的控制。     

一种LED汽车前照灯的电路驱动设计及实现

简要叙述了LED汽车前照灯驱动设计需求及驱动方式、拓扑的选择,进行了以MAX16833为核心的汽车前照灯驱动硬件平台的设计和实验研究,对主要的元件进行了分析计算及选型,研制了试验样机,进行了样机的调试和有关试验.试验表明,系统各部分运行正常,实现了汽车大灯的光功能要求,与同类产品相对比,散热效果好,效率更高,输出电流纹波更小,为LED汽车前照灯的驱动开发奠定了基础.     

国家标准《汽车用LED前照灯》与其他标准性能对比

对我国主要的汽车用前照灯的标准进行了对比分析,总结了汽车用LED前照灯的标准的主要特点和发展现状,并逐条举例说明了《汽车用LED前照灯》与其他光源前照灯标准性能中主要技术指标的主要差异。     

LED汽车前照灯的光色性能和光辐射安全研究

分别介绍了GB 25991-2010《汽车用LED前照灯》、GB/T 20145-2006《灯和灯系统的光生物安全性》、IEC/TR 62778-2012《IEC 62471中关于蓝光对光源和灯具的危害评估的应用》三项标准对LED汽车前照灯的光色要求及光辐射安全要求,通过测试结果分析后指出,蓝光危害是光生物危害的最主要的甚至是唯一来源。     

自由曲面LED汽车前照灯光学透镜设计方法

由于LED配光特性不同于传统光源,为了将LED 应用于汽车照明中需对LED 进行二次光学设计。文中根据LED 汽车前照灯的配光特性,提出了一种自由曲面LED 汽车前照灯光学透镜的设计方法。首先由能量守恒原理,在接收屏上的坐标和透镜自由曲面上的坐标之间建立能量的一一对应关系,基于非成像光学理论,采用照度优化设计法,运用数值计算求解出光学透镜曲面各个点坐标的坐标值,并使用三维模型软件制作出透镜光学模型。通过蒙特卡洛模拟法来追迹光线仿真,最后的配光效果完全满足《汽车用LED前照灯》（GB25991-2010）标准,系统的光学效率得到显著提高,可达到91%。     

用于投射式LED汽车前照灯的新型配光镜的设计

在投射式LED汽车前照灯系统中,用大齿距等厚菲涅耳非球面透镜代替传统的非球面透镜作为投射透镜.可使系统轻量化、小型化,提高系统总体性能,满足更加自由的汽车造型要求.根据斯涅耳定律和费马原理,推导出了新型大齿距菲涅耳非球面透镜面型设计的一般公式,建立了面型与齿距厚度、后截距、入射光孔径角等的关系.应用Matlab和Tracepro软件,建立了实体模型.仿真结果表明:新型透镜可满足汽车前灯国标(GB4599-2007)的配光要求;与非球面透镜相比,新型透镜的扩光能力更好,视野范围更宽,能有效改善眩光的影响,并减少了系统尺寸,使得系统更加紧凑.     

采用SoC驱动器来驱动汽车高亮度LED前照灯应用

LED在汽车领域中的早期应用 乘用车应用中,最早大规模采用LED的是中央高位停车灯（CHMSL）。能够在不显眼的低高度壳体中利用单串LED,极佳地匹配高位停车灯的应用要求。随后,基于LED的内部照明及集成转向信号灯、尾灯及刹车灯的组合尾灯（RCL）。特别是在组合尾灯组件中,LED能够大幅简化透镜及反射器的设计。LED相对于白炽灯泡,具有更强的耐用性及更长的预期寿命（约3万小时对比1,000小时）,使设计人员更愿意采用这种更新的技术。     

基于热管散热的人功率LED热特性测量与分析

提出了一种新型结构的同路热管,建立了回路热管性能测试试验装置.在相同的测试条件下,研究了热负荷、倾角等对回路热管的起动特性和均温特性、热阻等传热性能的影响.试验结果表明,热管散热器的热阻在0.21 K/W～2.6 K/W之间,且整个散热器具有均匀的温度分布.与当前的LED散热器相比,这种结构的热管散热器具有散热效率高、结构紧凑、加工方便、热阻小、重量轻、成本低等特点,可以满足大功率LED散热的要求.     

大功率LED的寿命与散热技术的研究进展

介绍了大功率发光二极管(LED)的工作原理,总结和分析了国内外文献中关于电流、结温与环境湿度对大功率LED寿命影响的研究进展,指出结点温度是决定LED寿命的最重要因素,详细评述了国内外关于大功率LED的界面热阻优化、封装热沉和散热基板设计两个方面的研究进展,为改良LED散热结构和延长大功率LED的使用寿命提供了有效的理论依据及研究方向.     

基于大功率LED的汽车多椭球前照灯设计

传统光源卤素灯泡用于前照灯照明,在节能和寿命上存在不足.研究了使用半导体LED光源和多椭球面反射镜的前照灯设计方法.基于前照灯近光配光标准和LED光源特点,建立了LED前照灯的设计模型,包括LED光源模拟单元、反射器设计单元、透镜设计单元和光路追迹算法.提出三维多椭球面作为反射镜的方法,实现了LED光源多椭球面前照灯的照明计算机仿真.分析了实验结果,并指出LED前照灯的优势和未来大功率LED汽车前照灯发展的关键技术.     

汽车前照灯的检测技术

前照灯是汽车在夜间或在能见度较低的条件下,为驾驶员提供行车道路照明的重要设备.前照灯性能的好坏直接关系到夜行或大雾天气下驾驶员的生命安全.前照灯的检测在车辆检测中是一个重要的环节.因此,本文就汽车前照灯的检测仪器的类型、检测技术要求、检测方法以及检测注意事项等相关内容做一阐述.     

应用于大功率LED器件的回路热管散热研究

为解决大功率LED的散热问题,提出一种应用于大功率LED散热的微型回路热管,研究了充液率和倾斜角度对热管冷却大功率LED的启动性能、结温和热阻等特性的影响.研究结果表明:热管的最佳充液率为60％,系统的总热阻为7.5 K/W,此时对应的热管的热阻为1.6 K/W;热管的启动时间约为6.5 min,LED的结点温度被控制在42℃以下,很好地满足了大功率LED的结温稳定性要求.