車用LED光源應用與設計
上傳人:未知 上傳時間: 2011-05-30 瀏覽次數(shù): 94 |
(三)散熱問題
由于LED的輸入電能約有90%的轉換熱能必須排出,這遠比傳統(tǒng)燈源要來的高上許多;另外,LED晶粒歸類于半導體材料,不能耐高溫(<120°C),由晶粒至大氣的排熱只容許約50°C溫差,更是遠低于傳統(tǒng)燈泡,因此,散熱設計是LED光源區(qū)別于傳統(tǒng)光源的課題之一,再加上燈具不能使用風扇散熱,而且燈具產(chǎn)品要能推廣到汽車市場普及,還得要進一步考量到外觀造型與燈具的光學設計原理,這將是高功率LED照明設備極為困擾的問題。
嚴格來說,傳統(tǒng)所使用的燈具所產(chǎn)生的熱源其實遠高于LED;不過,傳統(tǒng)燈具不會因為高溫而降低其光源輸出能力,但,LED的光輸出卻會因為本身界面問題,使LED的發(fā)光效率受到影響。而其產(chǎn)生的熱如何散除到外界環(huán)境與其封裝結構材料息息相關,牽涉到使用的散熱材料與相關外型。其中熱阻的概念,代表輸入W功率時,需要提高多少K溫度才足以散熱。以現(xiàn)有的封裝技術最高可允許LED操作在185℃(LumiledK2),但一般因為封裝膠材的關系,可允許的操作溫度約在125℃,除了考慮光源輸出效率之外,還必須要考慮封裝膠材的變質(zhì),例如,樹脂類材料在作為包覆LED晶體時,若在高溫時容易產(chǎn)生的老化現(xiàn)象。
目前有廠商發(fā)展出以「熱力均溫超導技術」,可將LED所產(chǎn)生的熱源進行聚熱分散的效果;也就是說,當LED燈具的溫差在正負1度的范圍之間,再采用強制散熱技術,利用燈具所設計的防塵遮蔽的半開放式空間進行空氣換氣的動作,也就是可以讓空氣產(chǎn)生對流,而達到傳散熱能的效果。而這個發(fā)展概念就像人體散熱一樣,除靠皮膚散熱外,也靠第2個空間的肺,以進行呼吸獲得強制散熱。
五、結論
在LED產(chǎn)業(yè)中,磊晶過程中容易導致芯片不均勻的狀況發(fā)生,而發(fā)展出所謂的分類銷售的過程,尤其是瓦數(shù)較高的芯片,在LED產(chǎn)業(yè)中更必須要進行全檢才得以出貨,再根據(jù)LED波長進行下一步的細部分類,雖然在進行封裝之后,每顆LED的個體還是會在亮度、色溫、可靠度上存有細微的差異。而以LED作為汽車頭燈的應用,將會采用多個芯片設計方面,才得以輸出足夠的發(fā)光效率以進行汽車燈具的光學設計。另外,需要關注的是LED的質(zhì)量檢測與質(zhì)量管控,才能確保LED具有相同質(zhì)量的燈源輸出效果。

圖說:更高亮度和更低功耗是LED芯片產(chǎn)業(yè)的趨勢,而未來LED芯片必須要能同時滿足這2種需求,此外,低功率LED可以大幅延長電池壽命。(資料來源:ST)
自從2004年以來,市場上至少已經(jīng)超過13家以上的汽車廠商在相關車展中,相繼展示出LED頭燈為市場需求的概念車款。甚至,Lexus汽車更將于2007年,推出一款以LED為頭燈的量產(chǎn)汽車,相信以LED汽車上的燈源所遇到的難題,勢必會在消費者引頸期盼下,逐漸獲得舒緩。而LED先天上就具有體積小的優(yōu)勢,應用于前置燈具時更可縮小整組燈具的體積,進一步讓出寶貴的引擎空間與其它相關設備,以現(xiàn)有的鹵素燈泡或是放電式燈泡設計的燈具總長約300mm,而在許多概念車的設計上,LED燈具只有125mm長,而藉由體積小的優(yōu)勢,更可以配合設計多款不同的造型,進而為車體造型創(chuàng)造出不同的視覺觀感,進而擺脫過去汽車燈具的圓形設計概念。
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