大功率LED汽车前照灯散热设计

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本文摘要（由AI生成）：

文章介绍了发光二极管（LED）在汽车照明中的应用，特别是前照灯的散热设计问题。针对大功率LED的散热需求，文章提出了热管导热散热的设计方案，并通过电子散热软件ICEPAK进行了仿真分析。文章指出，热管散热器具有高导热性、良好的等温性等优点，但仍有局限性，因此散热方式应向智能散热方向发展。文章最后通过样灯的制作和测试验证了设计方案的有效性。

发光二极管（LED）具有节能、高效及环保等多项优点，近年来被越来越广泛的应用在普通照明中。随着汽车工业的高速发展和LED光效的不断提高，LED在汽车中的应用也越来越普遍，包括内部照明灯、制动灯、转向灯及尾灯等都已开始使用 LED作光源。前照灯由于对亮度的要求较高，只有少数概念车推出了 LED前照灯。

然而作为一种高效节能的新型光源，LED代替其他光源作为新一代前照灯光源也将成为必然。随之而来有许多问题需要解决，大功率LED的散热成为一个突出的问题。

一、LED汽车前照灯的散热设计

大功率LED散热方式大致可分为：自然风冷、强制风冷及热管导热散热。自然风冷需要散热面积比较大，需要给散热体提供足够大的空间，且散热体质量比较大，对于车身的复杂工作环境是不适合的；强制风冷需要在灯具上加风扇，对于车灯的稳定性有影响，这种方案也是不可取的。

热管（ HP，heat pipe，又名热导管或超导管）是一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量，热管散热具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热及可控制温度等一系列优点。

由热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、热阻小、传热快、传热量大、均温性能好、传热方向可逆、热流密度可变、优良的热响应性、热源和热汇（释放）分开、冷热流不相混杂、结构简单、质量轻、体积小及维护方便等优点。热管的主要作用是导热，如果把热量导出去，不能及时散出去，热量返回又会集中在LED上，所以，仅用热管不能满足设计要求，需配置一种很好的散热装置将热量散出去。

二、大功率LED远光灯散热设计

1、光源要求

光源采用7颗大功率单芯片LED，LED 结温150℃，工作电流700 mA，光源功率18W，总光通量1 000lm以上，光型为90°朗伯光，光色应为白色，色温小于6 000 K。

2、散热设计

远光灯采用热管与散热器相结合的散热方式，即热管散热器。此方案巧妙的将热管技术应用于大功率LED的散热模块上，焊接好LED的灯板和导热垫片，通过螺钉固定热管的基座，在热管上添加一系列环绕热管的圆形散热翅片，以增强热量向环境的转移。这种热管比普通常用做功率型LED热沉铜的导热性高100倍，远光灯散热结构，如图1所示。