汽車(chē)LED大燈注意事項

　　摘要：本文講述LED技術(shù)需要新思路 ，以及冷卻有效方法，用以實(shí)現最優(yōu)的經(jīng)濟性和照明效率。

　　節能照明需要新的解決方案

　　現代 LED 的功率密度使其得以應用到汽車(chē)大燈中。實(shí)際光源對振動(dòng)和沖擊不敏感。但是與其它電子元件一樣，其運行需要適當的溫度限制。大燈專(zhuān)用小風(fēng)機為此提供解決方案。為了使大燈適應車(chē)輛的需要，所有組件需要符合一些基本要求。這也適用于其中所使用的風(fēng)機。相對較小的芯片表面連續輸出的高光使燈光開(kāi)發(fā)人員能夠生產(chǎn)出小巧緊湊的大燈。由于LED 大燈耗能比其它光源少，同時(shí)光值更佳，這為車(chē)輛設計和節能開(kāi)拓出新的可能性。在新歐洲行駛循環(huán)( NEDC)測試的十個(gè)循環(huán)中，一輛車(chē)的 CO2 減排量超過(guò)一克每公里。歐洲委員會(huì )因此將 LED 大燈正式分類(lèi)為降低CO2 排放量的創(chuàng )新科技。 半導體元件及其控制具有很強的機械影響耐受性，能夠滿(mǎn)足大燈殼內智能熱管理的基本要求。依必安派特的開(kāi)發(fā)人員接受這一挑戰并開(kāi)發(fā)了緊湊堅固的風(fēng)機，專(zhuān)門(mén)根據新的大燈技術(shù)要求進(jìn)行了調整(第 20 頁(yè)圖 1)。對于 LED 大燈運行熱管理最重要的風(fēng)機特點(diǎn)，將在以下內容中詳細描述。

　　LED 技術(shù)需要新思路

　　當您對比老式燈和現代 LED 燈時(shí)，就會(huì )發(fā)現兩者有諸多差異。通常焦點(diǎn)都集中在能效上，即 LED 較高的能效以及更好的燈光色溫?，F代半導體產(chǎn)品的效率比鹵素大燈高四倍。數值上接近 90 流明每瓦，相當于 75W 燈泡或是 55W鹵素大燈。在極小的芯片表面上產(chǎn)生如此高的流明值意味著(zhù)芯片受到很高的局部熱應力。即使對于當前物理效率接近 30%的LED，也會(huì )產(chǎn)生大量廢熱，此外還有光學(xué)密封劑和鎮流器模塊損失。即使在節能 LED 大燈殼內， 只需幾個(gè) LED芯片就可以快速將消散的熱量累加至幾瓦特。由于半導體材料在較高溫度下效率較低，也稱(chēng)為“降額”， LED基板的效率也會(huì )隨著(zhù)芯片溫度的上升而下降。這使燈的使用壽命變短。不同的芯片類(lèi)型適用不同的限值。在冷卻較佳的環(huán)境下， 芯片的使用壽命可能為 100,000 小時(shí)( 11.4 年)，但在溫度影響下會(huì )很快變成“只有”15,000至 30,000 小時(shí)。對于鎮流器內的部件也是同樣的道理。例如，溫度只要下降 10℃就可以使電解液電容器使用壽命翻倍，即從 105℃ 時(shí)的 5,000 小時(shí)變?yōu)?75℃時(shí)的 40,000 小時(shí)。需要可靠冷卻流程的另一個(gè)原因是法規要求現代車(chē)大燈只能是緊湊型， 不允許進(jìn)行組件更換。 根據國際有效 ECE要求，汽車(chē)技術(shù)用 LED 只能作為模塊安裝到車(chē)輛中。這意味著(zhù)二極管必須密封在部件內，防止改動(dòng)。

　　LED 冷卻不僅僅是流通空氣

　　周?chē)諝馐侨蜻\行的首選冷卻劑。嵌入大燈的風(fēng)機可以將空氣精確應用到需要散熱或是需要空氣的位置(圖 2)。后者對于 LED 燈同樣重要。根據環(huán)境條件的不同， 空氣水分會(huì )聚集在非氣封大燈殼。使反光片和透鏡蒙上水汽。由于與傳統鹵素燈相比廢熱量小，這些水汽只有在(廢)氣精確傳輸到燈殼內才會(huì )蒸發(fā)。因此除了單純的冷卻功能外， 使用的風(fēng)機還承擔著(zhù)大燈可靠運行所需的關(guān)鍵任務(wù)。這要求將操作噪音控制在最低。帶小翼或鐮狀翼的空氣動(dòng)力葉輪可以幫助進(jìn)一步實(shí)現這一目標。不過(guò)，還有其它需要注意的事項。車(chē)輛 所 需 的 工 作 溫 度 為 -40℃至+120℃左右。還有空氣濕度、鹽分含量以及空氣中可能夾帶的灰塵等不同氣候因素。駕駛時(shí)，還應該注意多余的振動(dòng)、沖擊應力和電磁影響。風(fēng)機需要能夠耐受所有這些影響， 同時(shí)構造也要盡可能緊湊。此外，使用的材料也需具有耐抗性。比如使用的塑料產(chǎn)品不能釋放增塑劑(也稱(chēng)霧化)，因為這會(huì )導致大燈永久熄滅。防霧化塑料需要其它工藝參數， 比如在注塑模具和可調整循環(huán)次數中使用油冷而非水冷。甚至看似微不足道的事情也必須納入考慮范圍， 比如條形碼和型號名稱(chēng)使用激光打標代替通常的(粘性)標簽或墨印。我們的生產(chǎn)能力依賴(lài)于幾十年的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗及專(zhuān)業(yè)知識， 終端用戶(hù)通過(guò)我們產(chǎn)品的可靠性和長(cháng)使用壽命很容易看出這一點(diǎn)。如果風(fēng)機具有機械穩定性， 配備免維護軸承并由抗霧化材料制成， 那么下一個(gè)問(wèn)題就是工作參數。帶對外數據接口的集成電機電子使風(fēng)機可以普適于多種應用， 以及通過(guò)汽車(chē)車(chē)載電子微調單個(gè)大燈的熱管理， 比如通過(guò)改變速度調整氣流?，F代 LED 大燈的設計原理需要可靠的熱管理。精確調整適應車(chē)輛和特殊性質(zhì)的小型、堅固風(fēng)機和 LED 技術(shù)確?？煽康叵⒍嘤酂崃?， 使大燈可可無(wú)故障運行十年以上。LED 大燈的光學(xué)器件、 電子和冷卻部件的緊密集成需要所有專(zhuān)家在早期設計階段進(jìn)行深入討論， 確保實(shí)現最優(yōu)的經(jīng)濟性和照明效率。