車輛外部照明LED系統(tǒng)的計(jì)算和試驗(yàn)研究

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車輛外部照明LED系統(tǒng)的計(jì)算和試驗(yàn)研究

對(duì)下一代汽車LED照明系統(tǒng)的緊湊熱封裝方法和面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行討論。對(duì)一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的三合一高度封裝的LED照明系統(tǒng)進(jìn)行理論計(jì)算和試驗(yàn)研究。通過緊密輕型印刷電路板（PCB）技術(shù)將LED和其它電子器件集成封裝在一個(gè)外殼內(nèi)，由于照明系統(tǒng)靠近車輛發(fā)動(dòng)機(jī)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)熱量對(duì)其影響很大，這對(duì)照明系統(tǒng)散熱和照明提出了挑戰(zhàn)。電子產(chǎn)品熱管理的主要挑戰(zhàn)之一是高功率密度與有限的表面積比值所導(dǎo)致的高熱流率，其會(huì)迅速產(chǎn)生高溫甚至穿越數(shù)百微米厚隔層。因此，盡可能地縮短熱流路徑十分必要，可以降低熱阻，有效地把熱量從管芯釋放到周圍。本文研究的目標(biāo)是找到用于汽車外部照明的LED系統(tǒng)中每個(gè)組件的熱傳遞效應(yīng)，建立單個(gè)封裝的熱傳導(dǎo)模式，并對(duì)其進(jìn)行分解和數(shù)值分析，然后對(duì)每個(gè)組件的封裝電阻導(dǎo)電率的敏感性進(jìn)行分析?；谟邢拊椒▽?duì)單個(gè)密封包的熱效應(yīng)進(jìn)行研究，建立系統(tǒng)級(jí)的計(jì)算流體力學(xué)（CFD）模型。進(jìn)行一系列的試驗(yàn)和分析研究，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，密封包的界面層完全滿足設(shè)計(jì)要求。分析封裝級(jí)別可以確定影響LED封裝的一些關(guān)鍵參數(shù)，系統(tǒng)級(jí)的分析可以識(shí)別電路板上更大規(guī)模的高溫點(diǎn)和低溫點(diǎn)。在系統(tǒng)級(jí)的建模中，一系列具有不同熱通量的電子器件被安置在LED印刷電路板的背面，用以測(cè)定不同的功率消耗。系統(tǒng)級(jí)的計(jì)算流體力學(xué)模型表明，基于雙邊阻燃（FR4）的電路板會(huì)引起局部發(fā)熱，需要對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。

Khosroshahi, F.S.et al. Thermal and Thermomechanical Phenomena in Electronic Systems (ITherm), 2014 IEEE Intersociety Conference on. IEEE, 2014: 39-46.

編譯：陳鵬飛