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應(yīng)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(duì)其高性價(jià)比的解決方案依然是一項(xiàng)重大的挑戰(zhàn)，因?yàn)槠涔ぷ鳒囟雀?、環(huán)境苛刻，同時(shí)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(gè)包能夠提供250Lm的亮度。這個(gè)LED包的設(shè)計(jì)用于汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)。這套LED包有2個(gè)元件和1個(gè)附加的導(dǎo)熱片。分析了各種導(dǎo)熱片的性能參數(shù)，其材料主要為鋁制或銅制。

LED包通過瞬態(tài)熱測(cè)試和有限元模擬的方式加以特征化。瞬態(tài)熱測(cè)試提供了一種能夠確定材料耐熱性的方法，測(cè)量正向電壓隨時(shí)間的變化。然而，現(xiàn)代的薄發(fā)光二極管結(jié)合點(diǎn)覆蓋有含磷陶瓷，對(duì)于瞬態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理以獲得材料的熱阻值并不容易。首先，由于測(cè)量技術(shù)的限制，瞬態(tài)數(shù)據(jù)的開始部分并沒有被檢測(cè)到，因此LED的外推信號(hào)無法獲得；其次，并非所有的熱負(fù)荷都由連接點(diǎn)處產(chǎn)生，也有一部分負(fù)荷是在磷上產(chǎn)生的。構(gòu)建了一個(gè)有限元模型，用來仿真LED組件溫度曲線隨時(shí)間的變化。本文通過利用瞬態(tài)有限元仿真能夠研究LED包發(fā)熱情況，同時(shí)減小系統(tǒng)熱阻值估計(jì)的誤差。試驗(yàn)結(jié)果顯示，銅制材料有著更好的效果，通過試驗(yàn)獲得其特征化數(shù)據(jù)，并將其導(dǎo)入到有限元仿真模型當(dāng)中，仿真結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果相互吻合，體現(xiàn)了結(jié)論的正確性和模型的準(zhǔn)確性。

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

編譯：王也