应用于车辆前照灯的高功率LED组件热分析



应用于车辆前照灯的高功率LED组件热分析

高功率LED前照灯自2007年开始被引入到汽车市场，但针对其高性价比的解决方案依然是一项重大的挑战，因为其工作温度高、环境苛刻，同时要求其寿命长。介绍了一种半成品LED前照灯，其基于陶瓷LED包，每个包能够提供250Lm的亮度。这个LED包的设计用于汽车自适应前照灯系统。这套LED包有2个元件和1个附加的导热片。分析了各种导热片的性能参数，其材料主要为铝制或铜制。

LED包通过瞬态热测试和有限元模拟的方式加以特征化。瞬态热测试提供了一种能够确定材料耐热性的方法，测量正向电压随时间的变化。然而，现代的薄发光二极管结合点覆盖有含磷陶瓷，对于瞬态数据进行后处理以获得材料的热阻值并不容易。首先，由于测量技术的限制，瞬态数据的开始部分并没有被检测到，因此LED的外推信号无法获得；其次，并非所有的热负荷都由连接点处产生，也有一部分负荷是在磷上产生的。构建了一个有限元模型，用来仿真LED组件温度曲线随时间的变化。本文通过利用瞬态有限元仿真能够研究LED包发热情况，同时减小系统热阻值估计的误差。试验结果显示，铜制材料有着更好的效果，通过试验获得其特征化数据，并将其导入到有限元仿真模型当中，仿真结果和试验结果相互吻合，体现了结论的正确性和模型的准确性。

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

编译：王也