热搜
您的位置:首页 >> 军事

發光LED液冷方案在汽車行業的應用

2019年06月07日 栏目:军事

随着GaN(氮化镓) 半导体材料技术的发展,高亮度白光 在近几年发展迅猛且在许多新的照明应用领域有很大的前景,如在、工作和装饰用灯以及飞机和

  随着GaN(氮化镓) 半导体材料技术的发展,高亮度白光 在近几年发展迅猛且在许多新的照明应用领域有很大的前景,如在、工作和装饰用灯以及飞机和汽车照明灯等方面。此文主要阐述主动液冷措施在汽车前照灯采用LED 灯的应用。空气冷却和被动液冷方式经尝试后由于不达标被排除,故主动液冷方式被采用。此文中对几种主动液冷系统进行了分析以及通过进行优化方面的研究找到了散热管理的方案。

  1.介绍

  相對于白熾燈光源,LED 的封裝尺寸小,形式多樣以及優異的性能近來廣泛應用在汽車外燈上,如白光LED用于汽車前照燈的應用開始被重視。盡管LED 燈以其優良的性能使其在汽車前照燈越來越有發展前景,但使其真正達到能應用在汽車前照燈的白光LED 水平還處在起步階段。目前,應用LED 在汽車前照燈只是在一些概念車上,還沒有推廣普及到民用汽車領域。

  目前LED 灯应用在车辆领域中存在光度不够,高成本等有待解决的问题。条文规定车辆前灯亮度要求每个灯需达到750lm, 而目前高亮LED 等一般平均输出仅40lm/W,故需更多数量的LED 和更高的供电功率使其满足上述标准。

  随着对光通量输出要求越来越高,LED 的供电功率也会持续增加。LED 封装的散热管理在车辆应用方面越来越需要关注,因为其散热的好坏会严重影响LED 的效率,性能及可靠性等方面。

  如果二极管结温过高,就会降低LED 效率而且发射波长会发生偏移。因此LED 工作温度必须在其容许工作温度(125℃)以下,才能使其效率发光颜色偏差不大。所以散热措施采用必须是全方位,全阶段的 从单个器件,封装级,板级到系统级的热分析。裸芯片(die) 发光LED 已经进行商业方面的热分析应用。热分析模拟借助CFD(计算流体力学)方法对此类LED 各个阶段进行全方位的热分析进而找出较合适的散热方案。本文利用CFD 软件FloTHERM 进行散热优化措施设计的研究。

  2.主动式液冷方法的选择

  2.1 从器件到板级

  以Cree XBright900 型的LED 为例。此LED 是一个900*900 微米大小的芯片作为商用的裸芯片(die)提供。此LED 在2.5nm 空间内产生nm 的波长,颜色为蓝色。需要对每个LED 散出的2.7W 热量进行散热控制。此LED 系统是由15 个小LED 以每3 颗分布在5 个电路板子上构成的。

  为了简化安装过程,把每颗LED 进行单独封装。进而使LED 需要通过一层磷光质使GaN(氮化镓)基LED把蓝光转化为白光(可见光)发射出去。产生的热量直接通过器件耗散到封装外壳上。故高导热率的陶瓷片需要选择以提供较小的热阻路径和较好的电绝缘性。AIN 陶瓷材料(K=200W/mK)非常适合作为大功率下热耗散的良导体。LED 到AIN 陶瓷封装底部之间的热阻计算值小于2℃/W。

  图1:绝缘金属基本组件(IMS)(a)AIN 材料封装用金线连接LED, (b)回路层,(c)介电层,(d)铝基板。

月经不调如何改善
月经不调日常注意什么
月经不调哪些症状