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LED技术在汽车灯具中的应用

作者: 时间:2011-03-01 来源:网络 收藏

  4的技术难题

的应用技术,在信号灯方面已趋于成熟,目前的困难集中在前照灯技术瓶颈的突破,表现在以下几个方面:

  4. 1 散热

  高亮的亮度维持,最难解决的一个难题是散热问题。因为LED 晶粒只要遇到高温,发光效率就会衰减甚至损坏( 参见图5 )。虽然低能耗LED 器件的发热量比卤素或HID 灯具要少得多,但后者大部分热量是产生于灯具装置之外,而LED 产生的热量却是捂在微小的硅片里面来传导的。这样,将较小的热量集中到芯片大小的器件上传导和发散,因装置的热容量小也会引起LED 温度的骤升。LED 的工作温度必须保持在150℃ 以下的范围,一般建议LED 工作温度是在80℃ 以下。因此,如何通过高效率的散热技术,让LED 车灯顺利工作,成为LED 车灯设计面临的关键挑战。

  一种解决方案是: 在一个灯具中使用数目较多的LED 发光元件,让单件的发热量较小,再把它们布置在较大的空间内使其易于散热。这就是小糸车灯为丰田的凌志LS600h 配套前照灯时所采用的手法。而法雷奥则采用热管理策略: 为LED 灯具设定了一种工作模式,当灯具的温度升到预定警戒值时,自动切换到削减灯具供电功率20% 的安保模式。这种程度的供电功率降低对灯光的亮度影响甚微,但却能显着地压制住发热水平。另外,在散热方式研究领域,甚至出现气流制冷和液体制冷等方式。

LED 发光性能与结温、环境温度的关系

图5 LED 发光性能与结温、环境温度的关系

  4. 2 亮度输出

  研究指出,要达到较好的前照灯照明条件,最好的情况是近光光通量为1100lm 左右( 发光面为3500 cm2、出射扩散角为45°) ,亮度为90cd /m2。

  可以使用多个LED 组合以满足1100lm 的光通量要求,但在亮度方面,单个普通LED 光源的仍显不足( 见图6)。单点不够亮就难以达成下述目标: 削减构成组合灯具的LED 光源数目,有助于缩小灯具占用的空间且易于灵活布置,并可简化照明系统的布线和安装,降低生产成本。

  4. 3 价格

  LED 灯具在中国市场发展的主要阻力是成本问题。LED 芯片生产技术难度大、门槛高,养晶过程的温度、湿度、供电及除尘要求十分严格,初期需要投入巨资建厂。目前LED 芯片的主要产地为中国台湾,占有LED 市场的47%。中国大陆的LED 厂多为树脂封装加工,芯片需要大量进口,是成本高的原因。

LED 与传统光源亮度输出对比

图6 LED 与传统光源亮度输出对比



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