隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展,汽車的車燈作為汽車的眼睛,其重要性不言而喻�，F(xiàn)代汽車光源主要選擇節(jié)能、環(huán)保、壽命長的發(fā)光二極管（LED,Light Emitting Diode）。但是由于其高功率,體積小,大部分能量轉(zhuǎn)化成熱量,致使LED芯片的溫度較高,散熱問題成為影響LED使用壽命的最主要的因素。因此,解決散熱問題以及預(yù)測其使用壽命必然會促進LED的發(fā)展,并且?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟效益。本文為了驗證模擬仿真的真實可靠性,通過3D建模軟件Solidworks根據(jù)實物散熱器和車燈LED芯片,繪制1:1的模型,并且器件各部分的材料參數(shù)也和實際情況完全相同。本文利用有限元分析軟件ANSYS Workbench對建立的3D散熱器-芯片模型進行穩(wěn)態(tài)熱仿真分析,同時使用熱電偶測試原理測試芯片正常工作下的結(jié)點溫度,比較模擬和實驗得到的結(jié)果,證明了仿真模型建模較為準確以及ANSYS Workbench應(yīng)用于大功率LED車燈芯片熱分析的可行性。運用ANSYS中的Icepak,Steady-State Thermal模塊對建立的芯片模型進行熱分析,從涂層的形狀,內(nèi)嵌導(dǎo)熱柱的橫截面積,涂層內(nèi)部孔隙的大小,散熱器翅片的疏密程... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

LED發(fā)展歷史

江蘇大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文3羅靜提出了了一種將LED光源模塊粘接在一起的方法，主要是在散熱器中加入導(dǎo)熱管的方法，使LED車燈芯片的散熱速率得到了明顯的改善，降低了LED芯片的最高溫度[7]。于新剛等人發(fā)現(xiàn)內(nèi)部發(fā)光源的材料GaN其位錯和材質(zhì)會影響自身導(dǎo)熱速率，并針對這一現(xiàn)象制定了相應(yīng)的方案，最終明確得到在相同環(huán)境下使用導(dǎo)熱系數(shù)高的硅基板，芯片具有優(yōu)異的散熱效果[8]。肖原彬提出重新設(shè)計LED芯片內(nèi)部發(fā)光源間的排布尺寸和在相同排布間距下優(yōu)化其排布方式，使中間位置和邊側(cè)位置芯片的結(jié)溫明顯降低[9]。1.3LED散熱系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀常用的散熱方法主要分為兩個方向：（1）改善自身的封裝結(jié)構(gòu)和構(gòu)成材料。對于自身封裝結(jié)構(gòu)，市場上主要采用的是硅基板倒裝芯片（FCLED）結(jié)構(gòu)和金屬線路板（MCPCB）結(jié)構(gòu)。對于構(gòu)成材料的優(yōu)化，主要是選取熱傳導(dǎo)能力較強的封裝材料和基板材料等。有很多學(xué)者也做了這方面的研究[10]。（2）通過借助外部能量的驅(qū)動，加快熱量交換的速率。借助外部能量，它可以分為主動和被動冷卻方法。主動冷卻在很大程度上取決于外部系統(tǒng)的運行，并主動散發(fā)LED芯片內(nèi)部積聚的熱量。主要有風(fēng)冷、液冷、熱管散熱以及半導(dǎo)體電熱制冷四種散熱方式[11]。如下是幾種主動冷卻方式示意圖：圖1.2常見主動冷卻方法Fig.1.2Commonactivecoolingmethods

LED結(jié)構(gòu)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]金屬基板結(jié)構(gòu)對LED散熱性能的影響[J]. 秦典成,梁可為,陳愛兵,肖永龍.  中國材料進展. 2019(07)
[2]某型大功率LED燈具的散熱設(shè)計研究[J]. 羅康,楊俊虎,何凱.  金陵科技學(xué)院學(xué)報. 2019(02)
[3]基于有限元算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的多芯片LED光源多物理場分析[J]. 劉宏偉,于丹丹,牛萍娟,張贊允,郭凱,王迪,張建新,郟成奎,王闖,吳超瑜.  發(fā)光學(xué)報. 2019(06)
[4]基于正交試驗法的COB-LED散熱器優(yōu)化設(shè)計[J]. 周旭,楊平,毛衛(wèi)平,肖原彬.  輕工機械. 2018(04)
[5]基于遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的LED壽命預(yù)測模型[J]. 吳志杰,孔凡敏,李康.  半導(dǎo)體技術(shù). 2018(05)
[6]基于蟻群神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的LED燈管壽命預(yù)測[J]. 劉春軍,肖承地,劉衛(wèi)東.  半導(dǎo)體光電. 2016(05)
[7]LED路燈光照強度自適應(yīng)控制方法[J]. 林海軍,賴小強,蘭浩,汪魯才.  電子測量與儀器學(xué)報. 2016(06)
[8]LED光源優(yōu)勢及其在汽車燈具的應(yīng)用前景分析[J]. 呂溉之,盧軍,韋春.  企業(yè)科技與發(fā)展. 2015(18)
[9]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的LED可靠性模型研究[J]. 黃偉明,文尚勝,夏云云.  發(fā)光學(xué)報. 2015(08)
[10]LED電氣特性測試儀設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 王琪.  微處理機. 2015(03)

博士論文
[1]大功率LED封裝熱可靠性與壽命預(yù)測研究[D]. 陳奇.華中科技大學(xué) 2018
[2]LED照明燈具電—熱應(yīng)力加速壽命測試方法的研究[D]. 王堯.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所 2017
[3]LED燈具加速老化在線測試和快速壽命評估方法的研究[D]. 郝劍.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所 2016
[4]大功率LED結(jié)溫測試及其在封裝熱管理中的應(yīng)用研究[D]. 陳全.華中科技大學(xué) 2012
[5]步降應(yīng)力加速壽命試驗的理論和方法[D]. 張春華.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002

碩士論文
[1]基于改進BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的市際客運班線客流預(yù)測研究[D]. 黃小龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]硅襯底LED可靠性測試與壽命模型的研究[D]. 吳志杰.山東大學(xué) 2018
[3]熱障涂層微觀形貌的熱力行為研究及數(shù)值模擬[D]. 劉冬冬.西南交通大學(xué) 2018
[4]復(fù)合因素對LED車燈芯片結(jié)溫影響的研究[D]. 肖原彬.江蘇大學(xué) 2018
[5]大功率COB-LED散熱研究及散熱器設(shè)計[D]. 周旭.江蘇大學(xué) 2018
[6]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的LED光電熱耦合分析[D]. 郭凱.天津工業(yè)大學(xué) 2018
[7]LED驅(qū)動電源可靠性研究與燈具壽命評估[D]. 李川.廈門理工學(xué)院 2017
[8]LED燈具壽命加速試驗方法研究[D]. 林敏.廈門理工學(xué)院 2017
[9]溫度沖擊下大功率COB-LED金線可靠性研究[D]. 李俊超.江蘇大學(xué) 2017
[10]LED汽車前大燈的熱—振動耦合分析及加速壽命試驗[D]. 王超.江蘇大學(xué) 2017



本文編號：3534650