大功率LED汽车前照灯散热设计及优化
发布时间：2021-07-02 18:12
在能源日益紧缺的今天,新型冷光源LED以其高效率、节约能源及环保和寿命长等优势大大地吸引人们的眼球。用大功率LED作为光源的照明灯,不仅可以大幅度节约能源,而且还可以延长使用寿命。随着科学技术的不断进步,LED自身光通量的提高和散热问题成了严重妨碍大功率LED照明应用的两个很关键性问题。当芯片的亮度在不断提高的同时,芯片所承受的温度也在不断提升,过高的温度使大功率LED出现光衰,导致使用寿命不断缩短甚至是失去其原有的功效。本文针对由大功率白光LEDLED汽车前照灯散热困难而引发亮度降低和使用寿命减少等问题,对大功率白光LED汽车前照灯的散热装置进行了更进一步的研究和优化设计。本文采用风冷形式与均温板式翅片散热相结合的散热方案。利用ANSYS等软件建模,并将散热器的尺寸自定义化。首先,在自然对流状态下,分别测出温度在25°C和50°C时,LED结温的分布情况。其次,改变对流系数,在强制对流状态下,观察两种不同温度下LED结温的分布情况。通过对比发现,前照灯在强制对流下,不管是在哪种温度下工作,散热效果都较好。因此,在后续的工作中,选择强制对流法,并且环境温度均设定为50°C。通过定量计算...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 汽车前照灯的发展历程
1.2 LED照明灯的发展现状及其优势
1.2.1 LED在汽车照明系统中的发展
1.2.2 LED特点
1.3 LED汽车行业取得的成果
1.4 本文主要内容及研究意义
第二章 LED基础理论分析
2.1 LED发光原理
2.1.1 LED的发光原理
2.1.2 LED的结构
2.2 LED的主要参数及特性
2.2.1 LED光源的光学特性
2.2.2 LED光源的电学特性
2.2.3 LED光源的热学特性
2.3 热效应对各种热学特性的影响
2.3.1 热效应对光通量的影响
2.3.2 热效应对P-N结正向电压的影响
2.3.3 热效应对光效的影响
2.3.4 热效应对寿命的影响
2.3.5 热效应对光色的影响
2.4 LED的分类
2.5 本章小结
第三章 LED前照灯散热方式研究
3.1 热传导
3.1.1 热传递理论
3.1.2 单层平壁
3.1.3 多层平壁
3.2 热对流
3.3 热辐射
3.4 散热方式的选择
3.4.1 主动式散热
3.4.2 被动式散热
3.5 本章小结
第四章 散热装置的设计及优化
4.1 自定义模型的介绍与建立
4.2 Icepak软件介绍
4.3 仿真求解计算
4.3.1 自然对流状态下的温度分布
4.3.2 强制对流状体下的温度分布
4.4 散热器的参数优化设计
4.4.1 散热器翅片的个数对结温的影响
4.4.2 散热器翅片的厚度对结温的影响
4.4.3 散热器铝基板的厚度对结温的影响
4.4.4 散热器翅片的高度对结温的影响
4.5 最终优化结果
4.6 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]LED光源优势及其在汽车灯具的应用前景分析[J]. 吕溉之,卢军,韦春. 企业科技与发展. 2015(18)
[2]InGaN蓝光LED内量子效率的评测[J]. 汪莱,邢雨辰,郝智彪,罗毅,孙长征,韩彦军,熊兵,王健,李洪涛. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2015(06)
[3]阵列式大功率LED灯散热分析与优化[J]. 廖绍凯,梅甫良,林广平,魏坛霖. 机电工程. 2015(02)
[4]大功率LED汽车前照灯散热设计[J]. 罗静. 汽车工程师. 2011(03)
[5]环境温度及风速对LED照明产品散热的影响分析[J]. 何国安,纪翠娟,孙志坚. 中国照明电器. 2011(03)
[6]汽车照明的未来 HID还是LED?[J]. 李玉玲. 汽车与配件. 2010(29)
[7]LED技术在汽车灯具中的应用[J]. 傅剑华,李文强,周华,于红秀. 照明工程学报. 2010(03)
[8]LED技术及其在车灯系统中的应用[J]. 黄莹,刘峥. 上海汽车. 2009(12)
[9]Analysis of heat transfer of loop heat pipe used to cool high power LED[J]. LU XiangYou ,HUA ZeZhao,LIU MeiJing&CHENG YuanXia School of Power Engineering,Shanghai University of Science and Technology,Shanghai 200093,China. Science in China（Series E:Technological Sciences）. 2009(12)
[10]InGaN蓝光LED量子效率与注入电流的关系研究[J]. 张福林,林旭,廖欣,何志毅. 光电子.激光. 2009(11)
博士论文
[1]LED前照灯近光系统实现及散热机理研究[D]. 王静.江苏大学 2014
[2]大功率LED模块温度湿度加速寿命试验研究[D]. 张芹.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]JZ公司图案化蓝宝石基板（PSS）项目经济效益研究[D]. 邹平林.吉林大学 2014
[2]LED灯具热设计与仿真[D]. 李菊华.杭州电子科技大学 2012
[3]大功率LED车灯反馈式散热研究[D]. 李转生.武汉理工大学 2011
[4]大功率白光LED在汽车前照灯设计中的应用研究[D]. 朱晓东.武汉理工大学 2007
[5]LED的驱动电路研究[D]. 李军伟.大连理工大学 2007
[6]大功率LED散热研究及散热器设计[D]. 张雪粉.天津大学 2007
本文编号：3260969
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 汽车前照灯的发展历程
1.2 LED照明灯的发展现状及其优势
1.2.1 LED在汽车照明系统中的发展
1.2.2 LED特点
1.3 LED汽车行业取得的成果
1.4 本文主要内容及研究意义
第二章 LED基础理论分析
2.1 LED发光原理
2.1.1 LED的发光原理
2.1.2 LED的结构
2.2 LED的主要参数及特性
2.2.1 LED光源的光学特性
2.2.2 LED光源的电学特性
2.2.3 LED光源的热学特性
2.3 热效应对各种热学特性的影响
2.3.1 热效应对光通量的影响
2.3.2 热效应对P-N结正向电压的影响
2.3.3 热效应对光效的影响
2.3.4 热效应对寿命的影响
2.3.5 热效应对光色的影响
2.4 LED的分类
2.5 本章小结
第三章 LED前照灯散热方式研究
3.1 热传导
3.1.1 热传递理论
3.1.2 单层平壁
3.1.3 多层平壁
3.2 热对流
3.3 热辐射
3.4 散热方式的选择
3.4.1 主动式散热
3.4.2 被动式散热
3.5 本章小结
第四章 散热装置的设计及优化
4.1 自定义模型的介绍与建立
4.2 Icepak软件介绍
4.3 仿真求解计算
4.3.1 自然对流状态下的温度分布
4.3.2 强制对流状体下的温度分布
4.4 散热器的参数优化设计
4.4.1 散热器翅片的个数对结温的影响
4.4.2 散热器翅片的厚度对结温的影响
4.4.3 散热器铝基板的厚度对结温的影响
4.4.4 散热器翅片的高度对结温的影响
4.5 最终优化结果
4.6 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]LED光源优势及其在汽车灯具的应用前景分析[J]. 吕溉之,卢军,韦春. 企业科技与发展. 2015(18)
[2]InGaN蓝光LED内量子效率的评测[J]. 汪莱,邢雨辰,郝智彪,罗毅,孙长征,韩彦军,熊兵,王健,李洪涛. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2015(06)
[3]阵列式大功率LED灯散热分析与优化[J]. 廖绍凯,梅甫良,林广平,魏坛霖. 机电工程. 2015(02)
[4]大功率LED汽车前照灯散热设计[J]. 罗静. 汽车工程师. 2011(03)
[5]环境温度及风速对LED照明产品散热的影响分析[J]. 何国安,纪翠娟,孙志坚. 中国照明电器. 2011(03)
[6]汽车照明的未来 HID还是LED?[J]. 李玉玲. 汽车与配件. 2010(29)
[7]LED技术在汽车灯具中的应用[J]. 傅剑华,李文强,周华,于红秀. 照明工程学报. 2010(03)
[8]LED技术及其在车灯系统中的应用[J]. 黄莹,刘峥. 上海汽车. 2009(12)
[9]Analysis of heat transfer of loop heat pipe used to cool high power LED[J]. LU XiangYou ,HUA ZeZhao,LIU MeiJing&CHENG YuanXia School of Power Engineering,Shanghai University of Science and Technology,Shanghai 200093,China. Science in China（Series E:Technological Sciences）. 2009(12)
[10]InGaN蓝光LED量子效率与注入电流的关系研究[J]. 张福林,林旭,廖欣,何志毅. 光电子.激光. 2009(11)
博士论文
[1]LED前照灯近光系统实现及散热机理研究[D]. 王静.江苏大学 2014
[2]大功率LED模块温度湿度加速寿命试验研究[D]. 张芹.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]JZ公司图案化蓝宝石基板（PSS）项目经济效益研究[D]. 邹平林.吉林大学 2014
[2]LED灯具热设计与仿真[D]. 李菊华.杭州电子科技大学 2012
[3]大功率LED车灯反馈式散热研究[D]. 李转生.武汉理工大学 2011
[4]大功率白光LED在汽车前照灯设计中的应用研究[D]. 朱晓东.武汉理工大学 2007
[5]LED的驱动电路研究[D]. 李军伟.大连理工大学 2007
[6]大功率LED散热研究及散热器设计[D]. 张雪粉.天津大学 2007
本文编号：3260969
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3260969.html
