應用于車輛前照燈的高功率LED組件熱分析

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應用于車輛前照燈的高功率LED組件熱分析

高功率LED前照燈自2007年開始被引入到汽車市場，但針對其高性價比的解決方案依然是一項重大的挑戰，因為其工作溫度高、環境苛刻，同時要求其壽命長。介紹了一種半成品LED前照燈，其基于陶瓷LED包，每個包能夠提供250Lm的亮度。這個LED包的設計用于汽車自適應前照燈系統。這套LED包有2個元件和1個附加的導熱片。分析了各種導熱片的性能參數，其材料主要為鋁制或銅制。

LED包通過瞬態熱測試和有限元模擬的方式加以特征化。瞬態熱測試提供了一種能夠確定材料耐熱性的方法，測量正向電壓隨時間的變化。然而，現代的薄發光二極管結合點覆蓋有含磷陶瓷，對于瞬態數據進行后處理以獲得材料的熱阻值并不容易。首先，由于測量技術的限制，瞬態數據的開始部分并沒有被檢測到，因此LED的外推信號無法獲得；其次，并非所有的熱負荷都由連接點處產生，也有一部分負荷是在磷上產生的。構建了一個有限元模型，用來仿真LED組件溫度曲線隨時間的變化。本文通過利用瞬態有限元仿真能夠研究LED包發熱情況，同時減小系統熱阻值估計的誤差。試驗結果顯示，銅制材料有著更好的效果，通過試驗獲得其特征化數據，并將其導入到有限元仿真模型當中，仿真結果和試驗結果相互吻合，體現了結論的正確性和模型的準確性。

Gordon Elger et al. Electronic System- Integration Technology Conference (ESTC), 2012 4th.

編譯：王也