導(dǎo)語：汽車高效能LED光源技術(shù)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】隨著LED車燈技術(shù)的不斷革新，LED擁有了較成熟的市場地位，但是有很多需要改善的技術(shù)，使汽車前照燈能夠有更高的照明質(zhì)量。本文是在整體光源的基礎(chǔ)上結(jié)合仿真技術(shù)、電路設(shè)計(jì)、智能化控制及散熱的處理技術(shù)，來提升散熱的能力，減少LED燈的接觸面積，提高發(fā)光二極管的亮度，讓生產(chǎn)出來的產(chǎn)品更加穩(wěn)定、可靠，設(shè)計(jì)優(yōu)等質(zhì)量、高效、大眾化、放心使用及環(huán)保的高效能led車燈系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】高效能制；LED；散熱

1傳統(tǒng)光源與LED燈的比較

即使傳統(tǒng)光源的發(fā)光所散發(fā)出來的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于LED燈，但是它最大的好處就是不會因?yàn)樘珶嵊绊憻艄獾墓廨敵觥Ｏ喾?，使用LED的光照能力卻會因?yàn)楸砻鏈囟鹊纳仙陆?。就現(xiàn)在的發(fā)光效率下，LED燈可以讓大概15％-25％的輸入功率變成光照，其他的75％-85％的功轉(zhuǎn)成熱量，如果產(chǎn)生的這些熱量沒有立即散出，溫度的升高就會讓燈的性能下滑或者失效。為了避免燈因高溫從而失效，必須要在燈上安裝散熱系統(tǒng)。因?yàn)槠嚽罢諢粜枰仃囀降腖ED，安裝散熱片以后整個燈座的體積就會變大，這就要學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)或新方法來把難題解決?，F(xiàn)如今，LED車燈作為新技術(shù)、優(yōu)秀光能照明的核心產(chǎn)業(yè)正在迅猛發(fā)展，能快速前進(jìn)主要有兩大動力，第一，國家出臺政策和政府的推動不斷增強(qiáng)，第二是車燈公司認(rèn)為這一市場有很大的發(fā)展前景愿意投資。近期各大博覽會的舉辦，使得LED車燈行業(yè)更是發(fā)展到了一個新高度。體現(xiàn)所有車燈行業(yè)最先進(jìn)的發(fā)展模式、形態(tài)及困難存在的同時，也同時把技術(shù)、研發(fā)及運(yùn)用一一展示出來。21世紀(jì)以來，車燈的研發(fā)得到了快速發(fā)展，燈罩外闊、主板、安裝、整體連接以及LCD展示、前照燈的控制等一些應(yīng)用的發(fā)展很快，車燈的性價比顯著變高，使LED車燈的推廣從無到有帶來無限的希望。現(xiàn)今，市場上的車燈行業(yè)和國際上一些汽車制造大國相比差距并不顯著，而且我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，我國在車燈的研發(fā)、燈芯的制造、模塊的安裝等方面都已自主制造，部分核心技術(shù)都是中國制造開發(fā)，為今后的汽車LED燈做大做強(qiáng)奠定了基礎(chǔ)。

2汽車使用LED燈的理念及發(fā)光原理

LED（LightEmittingDiode）稱為發(fā)光二極管，是先進(jìn)簡潔的固定光源，優(yōu)點(diǎn)有使用時效長、節(jié)約能耗和環(huán)保。主要部件是通過一塊電流發(fā)光的半導(dǎo)體材料，兩邊加上正向電壓，電流就會從陰極導(dǎo)入陽極，晶體就會變化出不同的光線，電流越大，燈就越亮。在進(jìn)行“車燈研究探索工程”的課題中，市場上的一些公司、研發(fā)中心和高校對LED材料、高功耗的車燈零件、安裝、原廠器件、主要裝備等方面進(jìn)行研究，突破了很多LED車燈一些難題，取得了非常好的成績。但LED淺色光的車燈技術(shù)還是不夠完善，很多這類別的科學(xué)、技術(shù)難題需要攻克，尤其是車燈的安全可靠方面，有很大的發(fā)展空間。2.1車燈的溫度與使用時長的關(guān)系。根據(jù)國外生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，可以研究出發(fā)光二極管的使用年限與環(huán)境溫度的關(guān)系，當(dāng)環(huán)境的溫度每下降10度，車燈的發(fā)光效率會提高5%到10%，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)車燈的壽命也會增長2倍。2.2車燈的溫度與發(fā)光的效率。研究可知LED車燈的發(fā)光效率與溫度呈線性的關(guān)系，如果溫度為24度的時候，效率是1.0，當(dāng)溫度上升到58度時，發(fā)光的效率立馬下降到0.9；溫度為100度時只還有0.8了。并且溫度的升高使得光頻譜的波動，波長變幻規(guī)律則為每升高10度，波長變動1毫米，主要的波長浮動使得變?yōu)榛旌仙瑢?dǎo)致轉(zhuǎn)換效率下降。所以燈的溫度升高不僅影響設(shè)備的使用時效，還會使得發(fā)光效率下降。

3車燈散熱的設(shè)計(jì)

3.1芯片與主板的傳熱。傳統(tǒng)的LED車燈具是選用LED燈泡，市場占用量低，一塊芯片的發(fā)光二極管因?yàn)橄牟桓?，熱量也很低，因此對散熱的要求不高?，F(xiàn)如今當(dāng)0.5W以上大功率車燈變成汽車裝配上的主流時，大功率也產(chǎn)生了高熱量。為了大幅度的增加燈座的散熱性能，研發(fā)者一直在LED的燈座和零件上做了很多革新。最開始用硅材料做為底座到用藍(lán)寶石材料最后到用碳化硅，其導(dǎo)熱性能提高了近30倍，不過碳化硅投入成本高?，F(xiàn)今，大部分制造企業(yè)會把成本納入到考量范圍中，又開始使用硅材料作為基底，然后燈里使用氮化鋁作緩沖。隨著技術(shù)不斷革新，現(xiàn)在使用的燈座主板主要以陶瓷基板和金屬基板為材料。陶瓷基板因高散熱性，低膨脹系數(shù)等特性，能夠減少因高熱而產(chǎn)生的材料變型，同時材料的本身還具有耐熱、耐潮、絕緣等優(yōu)點(diǎn)，所以陶瓷基板成為高功率照明燈用LED芯片基板的最常用散熱材料。所以一定要知曉車燈模組用料之間熱膨脹系數(shù)區(qū)別，使形成的熱應(yīng)力下降，來增加使用金屬基板的可靠性。3.2主控板的散熱。車燈主控系統(tǒng)用焊接的形式與主板之間產(chǎn)生了連接，不過在主要部件里所產(chǎn)生的熱量也同時傳導(dǎo)給車燈主控系統(tǒng)，系統(tǒng)電路板的散熱性能就顯得更為重要，目前大都采用鋁基板做為系統(tǒng)電路板。鋁材料的電路從上到下是由金屬銅層次、傳導(dǎo)層和絕緣層組成，電路層要求具有很大的倒流能力，從而應(yīng)使用較厚的銅箔。導(dǎo)熱絕緣層是鋁基板工藝中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它一般是由特種粉末填充而合的聚合物構(gòu)成（主要是環(huán)氧樹脂），具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性、很好的絕緣強(qiáng)度和粘貼強(qiáng)，足以接受外力和熱力。如果絕緣層用的材料容易膨脹，就會隨著溫度的升高而膨脹破裂、產(chǎn)生空隙，如果有水分從空隙中進(jìn)入鋁質(zhì)部分，因?yàn)榭諝庥胁豢晒懒康膶?dǎo)體分子，會立即使熱阻抗系數(shù)增高，生產(chǎn)出多余的熱量，導(dǎo)致熱效率降低，散熱的能力下降。如今一些制造企業(yè)會噴制一塊油漆來使得絕緣層和金屬制板之間散熱性良好，提高絕緣層的不導(dǎo)電性、熱阻抗下降，讓熱傳導(dǎo)得更充分。

4LED車燈的散熱改善方式

LED車燈的運(yùn)行溫度怎樣才能發(fā)散開來，哪些關(guān)鍵因素可以影響車燈組的正常運(yùn)行、整組壽命、做功的利用率等，而改變散熱方法可通過分片層級的技術(shù)、主控板分層的技術(shù)、包裝LED粒子的技術(shù)來改善。除主控層面降低芯片的熱阻是車燈的熱量處理方法外，從安裝來說，減少封裝后零件的阻抗值由常用的熱沉、采用高效率散熱的包裝材質(zhì)、使用更多零件的組裝、更新啟動電源等，讓零件的效率增加。非成像光學(xué)是針對燈安裝使用的光學(xué)探索。發(fā)光二極管照明車燈應(yīng)用的探索項(xiàng)目是基于非成像光學(xué)設(shè)計(jì)，來組成要求的車燈照明系統(tǒng)。現(xiàn)在使用封裝來改變散熱的形式，模式化子彈化的安裝工藝一般在低功耗的車燈零件中使用，針對高功耗、強(qiáng)光的元件，都是選用LumiledsLuxeon系列封裝法，把散發(fā)熱量的方式導(dǎo)入底部的金屬銅，車燈里面的封裝選用光學(xué)性質(zhì)和承受高溫度、耐強(qiáng)烈光源體現(xiàn)在很優(yōu)良的脂類去進(jìn)行封裝，這種方法能夠得到很好的外力承受表現(xiàn)，與此同時車燈里面的高溫度、強(qiáng)光LED、外部照射都有很強(qiáng)的承受能力。之前敘述可靠的電路板外，市面上還有很多款具有比較成熟的熱傳導(dǎo)基板技術(shù)，主要有陶瓷基板（氧化鋁）、軟印制電路板、鎂跟鋁的合金、復(fù)合金屬材料基板、直接鋼接合基板（DBC）等技術(shù)，但一些技術(shù)還是有制造與編程、成本或封裝方面的考量，必須把最終成品的實(shí)際熱流模型的有效控制與改善振幅是否值得更換載板而定。

參考文獻(xiàn)

[1]許曉華.交流直接驅(qū)動LED光源技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢[J].新疆農(nóng)墾科技,2010(7).

[2]袁旭.LED光源在鐵路客車應(yīng)用中的探索和研究[J].低碳陜西學(xué)術(shù)研討,2010(10).

[3]蔣國忠.半導(dǎo)體照明用LED芯片、器件和光源技術(shù)攻關(guān)[J].半導(dǎo)體照明工程,2009(1).

[4]丁傳鋒.基于LED技術(shù)的燈具造型研究[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2010(5).

[5]張武斌.局域網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)[J].電腦知識與技術(shù),2008(9).

[6]李立勤.熱處理實(shí)現(xiàn)高效能LED技術(shù)[N].華強(qiáng)LED網(wǎng),2010-1-17.

[7]狄文輝.網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的研究[J].農(nóng)機(jī)化研究,2004(11).

[8]劉玉山.網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)簡析[J].網(wǎng)絡(luò)與多媒體,2003(15).

[9]鄭立文.試論網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)[J].寧德師專學(xué)報,2001(11).

[10]朱輝朝,張立賢.LED綠色照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢分析[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力,2010(5).

[11]王晏,韓宏偉.LED照明產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與前景分析[J].青?？萍?2010(5).

[12]邴樹奎,高杰.LED在照明工程中的應(yīng)用[J].照明工程學(xué)報,2010(5).

作者:張超 單位:南寧燎旺車燈股份有限公司