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ASAP模拟分析高亮度汽车 LED 前照灯的光学结构设计

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本文摘要(由AI生成):

本文介绍了LED汽车前照灯的光学设计,包括远光灯和近光灯的设计。远光灯通过侧面放光和自由曲面反射实现,近光灯则采用多椭球反射面和挡板设计,达到国家标准要求。使用ASAP软件模拟分析,结果表明设计满足国家标准,LED光源的采用提高了光利用率约30%,为汽车前照灯提供了新的高效解决方案。


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。本文对LED汽车前照灯的光学结构进行了设计。在远光灯设计时,采用侧面放光的方式,光源发光经自由曲面反射,光线全部反射汇聚以达到远光配光要求。在近光灯设计时,用3个相同的光学单元叠加以实现足够的光通量。每个单元采用多椭球反射面将多芯片大功率LED光源发出的光进行汇聚,经挡板遮挡住部分光线以形成明暗截止线,光线再经透镜汇聚后得到近光灯所需光型。最后,采用ASAP软件实现了仿真,仿真结果表明此设计符合国家标准。 我们 采用 5 颗单颗 1 瓦的 LED 芯片,直线形串联封装在一个基板上,成为一颗 LED。芯片封装排列长度 5.5mm。 所封装的 LED 光源的光谱特性和辐射分布图如图 1、 2 所示。


LED 汽车前照灯的光学设计: 远光灯设计、近光灯设计



ASAP模拟与分析结果:对设计采用光学设计软件ASAP进行了光学建模 和仿真,测试屏幕在车灯前方25米处,(0,0)点为 屏幕中心。远光灯等照度曲线如图5所示,可见亮点 在(0,0)点右侧,照度达到了远光灯的要求。近光灯等照度曲线如图6所示,明暗截止线清晰可见,大 照度值为29勒克斯。



本文完成了 LED 汽车前照灯光学设计和模拟,研究了适合汽车用前照灯的 LED 封装形式,采用多颗 LED 芯片直线型排列,以硅胶平面式封装,实现朗伯体光源,达到较大照射范围。同时采用 ASAP 软件实 现了光学设计的仿真,仿真结果表明所进行的设计满 足国家对汽车前照灯标准的要求。由于 LED 发光角度 大为 180 度,挡板只档住了很少的一部分光线,传 统源为 360 光源,需要档板遮挡 50%的光线才能形成 明暗截止线,因此采用 LED 光源作为汽车前照灯近光 灯光源,不仅光源的效率要高于传统光源,而且整灯的光利用率要高于传统近光灯30%左右。


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首次发布时间:2020-07-01
最近编辑:4月前
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