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汽车大功率LED前照灯设计研究
| 论文题名： | 汽车大功率LED前照灯设计研究 |
| 关键词： | 汽车前照灯;温度仿真;优化设计;散热装置 |
| 摘要： | 自人类进入电气时代以来，科学技术的飞跃发展不断改变着人类的生活。同时，人类也进入了LED高亮度照明时代，随着汽车等交通工具的不断增加，LED灯具在汽车照明领域内有了很大的发展。LED作为新型绿色环保能源，具有寿命长、低功耗、多变幻、启动时间快、色度好、高流明效率等许多优点使其在作为车灯光源成为了当今汽车灯设计师的首选。而目前，LED在车内低功率照明的应用技术已趋于成熟，而LED的终极目标是作为前照灯用于大功率路面照明，目前该项技术离最终的目的还有很大差距，主要原因是大功率LED的散热问题。众所周知，LED对温度的变化很敏感，目前LED的平均承受最高温度也仅为125℃。但是一般当LED的温度超过80℃，则LED的光通量下降幅度巨大，光衰现象严重，甚至失效。本文就为解决大功率LED汽车前照灯的散热问题引起的温度过高和使用寿命缩短问题，从散热装置的结构和控制装置的硬件两方面做了优化设计。本论文所作的具体工作如下: 首先从LED的发展状况入手，介绍了LED目前在汽车领域内的发展状况，并详细介绍了目前将LED应用于汽车前照灯照明的实际情况和专利情况，并对目前国内外功率型LED散热方式和目前LED前照灯采用的散热方案进行分析，简单阐述了LED前照灯的控制方式内容，确定了本课题的研究内容和技术路线。 其次是介绍了功率型LED的基本发光原理，逐步分析了功率型LED的光学特性、热学特性和电学特性，以及LED光源特性。并进行了功率型LED的温度场模拟仿真分析。并运用Pro/E三维软件设计了三款不同形式的LED前照灯模型。 再者是阐述了热传学相关理论，并着重分析了LED热阻与结温关系，简单介绍了ANSYS分析软件，并对所设计的三款车的模型进行了简化，将简化的车灯模型导入ANSYS进行热分析仿真研究，对比了三款LED车前照灯在自然对流和强迫对流两种状态下温度分布。 最后介绍了LED典型的三种驱动电路方式，并设计了一款LED车前照灯的驱动电路和PWM调光技术，最后搭建实验平台，进行测温实验。实验表明，该种车灯模型与仿真结果基本吻合，证明仿真结果正确，采用该种车灯模型能降低LED的结温。 |
| 作者： | 刘晨阳 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 郝丽娜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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