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　　1、汽車前大燈的散熱技術(shù)

　　1.1 被動散熱與主動散熱

　　通常的散熱設(shè)計中，焊裝大功率LED的電路板被緊緊固定在散熱器上。LED工作時所產(chǎn)生的熱量通過傳導方式經(jīng)由電路板被傳導到熱傳導率較好的鋁質(zhì)散熱器上。鋁質(zhì)散熱器的翼片與空氣大面積接觸將熱散發(fā)開來。為了有效地減小散熱器和電路板之間的熱阻，其間填充了導熱介質(zhì)。選用的散熱器其翼片形狀和面積是可以滿足LED大燈散熱方案的設(shè)計。這種散熱方式我們稱之為被動散熱[2]。

　　主動散熱常用液冷、熱管、風冷等方式。由于液冷使用的液體必須在泵的帶動下強制循環(huán)帶走散熱器的熱量，熱管則依靠高導熱性能的傳熱元件在全封閉真空管內(nèi)的液體的蒸發(fā)與凝結(jié)來傳遞熱量，二者都不適合車燈內(nèi)使用。風冷散熱具有價格較低、安裝簡單等優(yōu)點最為常用。針對被動散熱方式存在的散熱器中心區(qū)域溫度相對集中的情況，加裝風扇強制對流后(見圖1)，對緩解散熱器溫度不均勻有明顯效果。

　　1.2 LED散熱通道設(shè)計

　　加裝風扇后強制對流

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　　通常LED被焊在雙面敷銅層的印制板(PCB)上[1]，LED的底面與PCB的敷銅面焊在一起，為提高散熱效率，以較大的敷銅層作散熱面。這是一種最簡單的散熱結(jié)構(gòu)[3]。

　　本文研究的汽車前大燈用LED是目前OSRAM公司最大功率的一種LEUMD1W4[3];管芯散熱設(shè)計選用了一種更利于散熱的LE3S封裝[1]。這種封裝的特點是，以面積較大的銅合金散熱墊為基座，管芯固定在基座中央。同時將LED基座與鋁基板接觸區(qū)域的絕緣介質(zhì)剝離，使銅合金基座與鋁基板直接接觸。基座上的熱直接傳導至LED的外部。這種內(nèi)部結(jié)構(gòu)去處了管芯和基座之間的介質(zhì)減少了熱阻，更直接地將管芯的結(jié)溫導出(見圖2a)。

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　　本文研究的LED汽車前大燈主要散熱路徑是：管芯→銅合金基板→鋁基板→散熱器或機殼→環(huán)境空氣，(見圖2b)。若LED的結(jié)溫為TJ，環(huán)境空氣的溫度為TA，散熱墊底部的溫度為Tc(TJ>Tc>TA)，在熱傳導過程中，各種材料的導熱性能不同，即有不同的熱阻。管芯傳導到散熱墊底面的熱阻為RJC(LED的熱阻)、散熱墊傳導到PCB面層敷銅層的熱阻為RCB、PCB傳導到環(huán)境空氣的熱阻為RBA，則從管芯的結(jié)溫TJ傳導到空氣TA的總熱阻RJA，RJA與各熱阻關(guān)系為：RJA=RJC+RCB+RBA，銅合金基板和鋁基板導熱性能接近且熱阻小，其導熱性能就好，即散熱性能也越好[2]。該散熱結(jié)構(gòu)的總熱阻比常規(guī)結(jié)構(gòu)減少近26%。