大功率白光LED在汽车前照灯设计中的应用研究

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《武汉理工大学》 2007年

大功率白光LED在汽车前照灯设计中的应用研究

朱晓东  

【摘要】： LED以其体积小、寿命长、能耗低、耐震动、启动时间快、环保等优势已经成为新一代汽车光源技术的首选。大功率白光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。我国汽车工业正处于大发展时期，是推广高亮度LED的极好时机，开发LED汽车前照灯对于推动我国汽车工业的发展意义重大。本文作者以佛山国星光电股份有限公司为研发基地，主要对大功率LED白光在汽车前照灯上应用中的关键技术——配光设计和散热设计进行了研究，，并就该项设计在汽车上的成功应用对汽车结构的改变做了初步探讨。本文具体工作如下： 1．通过对紧张的能源形势以及汽车产业发展现状的分析，阐述了本课题研究工作的重要意义；在分析光源LED特性和汽车灯具现状与发展的基础上确定了本课题研究工作的内容和技术路线。 2．按照LED的特点提出了本课题灯光组系统设计方案，在该方案中汽车前照灯完全依靠反射腔配光，再不需要配光透镜；应用光学设计相关软件，通过分析了《汽车前照灯配光性能》(GB4599-1994)，确定了配光的难点与技巧；确定了本课题将采用的LED，并分析了仿真环境中光源模型建立的必要性与重要性；通过对比分析光源模型的发光面与反射腔的相对位置，确定了它们的相对位置关系。 3．通过分析目前采用的汽车前照灯自有曲面反射腔设计技术，提出了本课题反射腔组合的设计思路，并对LED的使用数目进行了估算，确定了近似抛物面反射腔工作面的设计方案；运用三维设计软件PRO／E和光学仿真软件TracePro分别对近光灯和远光灯的反射腔组合以及反射强模块进行了仿真设计，得出配光设计的仿真结果。制备了前照灯样品，分别对远光灯和近光灯进行了配光测试；将测试结果、仿真结果与国家标准进行了对比分析，按照分析结果，指出了配光设计的成功与不足之处，论述了该灯光组系统设计方案的可行性。 4．阐述了LED汽车前大灯与传统光源汽车前大灯在散热设计方面的不同之处，分析了LED的结温、热阻以及其散热途径；通过对有关实验结果的分析，确立了散热结构的设计方案，进行了散热器样品的设计，并提出了界面热阻问题的解决方法；找出了结温最高的LED，建立了LED灯具的热阻模型，并计算出结温最高的LED分别在强制对流和自然对流散热两种方式下的结温，而且对散热器设计的可行性进行了评估。对提出的该散热结构在汽车前照灯上的实现方法做了初步论述。 5．分析了我国关于LED汽车前照灯的研究一直处于落后状态的原因。

【关键词】：
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U463.651
【目录】：

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