【摘要】：近年來(lái),隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展,汽車的智能化以及外形的美觀化也成為了消費(fèi)者選擇汽車的主要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。作為汽車整體外觀以及汽車行車安全的重要組成部分,汽車前照燈的選擇以及外觀的設(shè)計(jì)尤為重要。傳統(tǒng)照明光源,如白熾燈、鹵素?zé)�、氙氣燈等用于汽車前照燈雖然也能達(dá)到良好的照明效果,但在當(dāng)前節(jié)能環(huán)保,智能化要求日益提高的今天,傳統(tǒng)光源已經(jīng)難以適應(yīng)時(shí)代需求。采用大功率LED作為汽車前照燈光源得到了廣大汽車廠商的重視。然而,大功率LED在惡劣的環(huán)境下工作時(shí),會(huì)出現(xiàn)芯片結(jié)溫升高的現(xiàn)象,如果LED芯片結(jié)溫得不到有效的控制,將會(huì)大大影響LED前照燈的照明性能和使用壽命。因此,探尋一種高效的散熱技術(shù)用于大功率LED芯片的散熱顯得尤為重要。針對(duì)傳統(tǒng)散熱技術(shù)在大功率LED芯片散熱應(yīng)用中的缺點(diǎn),本研究基于電暈放電原理,設(shè)計(jì)了一種“針-網(wǎng)”式離子風(fēng)發(fā)生器,通過(guò)試驗(yàn)及計(jì)算研究了離子風(fēng)在放電空間中的分布特性。研究了針狀發(fā)射電極的布置方案、針尖曲率半徑、施加電壓、電源極性等要素對(duì)離子風(fēng)發(fā)生器散熱性能的影響,優(yōu)化離子風(fēng)發(fā)生器結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)。在優(yōu)化后的散熱器作用下測(cè)量大功率LED芯片結(jié)溫、光通量、相關(guān)色溫、顯色指數(shù)、發(fā)光強(qiáng)度等熱學(xué)特性參數(shù)和光學(xué)特性參數(shù),研究其光熱關(guān)聯(lián)特性,驗(yàn)證離子風(fēng)散熱技術(shù)用于大功率LED前照燈散熱的可行性。研究結(jié)果顯示:(1)優(yōu)化后的離子風(fēng)發(fā)生器采用較細(xì)的針狀放電極(針尖曲率半徑80μm,相鄰針間距18 mm),較小網(wǎng)格密度的網(wǎng)電極(20 in~(-2)),放電間隙5 cm,采用負(fù)電暈放電。(2)優(yōu)化后的離子風(fēng)發(fā)生器在電暈放電功率為3 W時(shí)可有效降低LED芯片的結(jié)溫,將結(jié)溫控制在30°C左右。(3)優(yōu)化后的離子風(fēng)發(fā)生器能有效控制LED前照燈光源發(fā)出光色度坐標(biāo)藍(lán)移,光通量衰減小,相關(guān)色溫和顯色指數(shù)均沒(méi)有明顯變化。(4)離子風(fēng)作用下LED前照燈發(fā)光強(qiáng)度分布范圍更寬,更加對(duì)稱和均勻,高亮度中心和弱側(cè)邊緣,更適合于驅(qū)動(dòng)光束照明。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM923.34;U463.65
【圖文】：

(a) 煤油燈 (b) 乙炔前照燈圖 1.1 非電光源前照燈Fig.1.1 Non-electrical light source headlight光源類前照燈主要包括白熾前照燈、鹵素前照燈和氙氣前照燈。1）白熾前照燈。白熾前照燈的工作原理是：通電將白熾燈的燈絲加熱到白熾輻射發(fā)出可見(jiàn)光。早在 1879 年，美國(guó)發(fā)明家托馬斯·阿爾瓦·愛(ài)迪生就發(fā)明了白的白熾燈燈絲是由碳絲作為材料的，碳絲燃燒很快且脆弱的碳絲在行車過(guò)程的顛簸，無(wú)法有效應(yīng)用到汽車前照燈上，因此還是乙炔燈率先應(yīng)用到了汽車到 1913 年，燈絲采用螺旋鎢絲的白熾燈問(wèn)世，發(fā)光效率從碳絲白熾燈泡的 1 151~181 m/W。凱迪拉克汽車隨后就將其應(yīng)用到了汽車前照燈上，開(kāi)啟了汽代。由于受當(dāng)時(shí)科技水平和汽車本身電氣系統(tǒng)的制約，電氣照明直到 1925 應(yīng)用。由于白熾前照燈是利用熱輻射來(lái)實(shí)現(xiàn)照明的，導(dǎo)致其缺點(diǎn)也很明顯：發(fā)光效率低、使用壽命短。

(a) 白熾燈 (b) 鹵素?zé)?(c) 氙氣燈圖 1.2 電光源前照燈Fig.1.2 Electrical light source headlight冷光源即發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED），是一種能夠?qū)㈦娔苤苯愚D(zhuǎn)化見(jiàn)光的半導(dǎo)體器件，早在 20 世紀(jì) 60 年代就已經(jīng)產(chǎn)生，但當(dāng)時(shí) LED 發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)小，所以只能用作儀器儀表的指示光源。直到 20 世紀(jì) 90 年代，基于半導(dǎo)體材料氮化GaN）和銦氮化稼（InGaN）的藍(lán)光 LED 的發(fā)明，LED 才具有了商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。進(jìn)1 世紀(jì)以來(lái)，隨著半導(dǎo)體工藝、封裝技術(shù)、半導(dǎo)體材料技術(shù)的發(fā)展，LED 的發(fā)光強(qiáng)度和效率取得了突破性進(jìn)展，使得 LED 的使用范圍變得更加廣泛[4]。

Fig.1.2 Electrical light source headlight極管（Light Emitting Diode，LED），是一種能，早在 20 世紀(jì) 60 年代就已經(jīng)產(chǎn)生，但當(dāng)時(shí) LED儀器儀表的指示光源。直到 20 世紀(jì) 90 年代，基（InGaN）的藍(lán)光 LED 的發(fā)明，LED 才具有了導(dǎo)體工藝、封裝技術(shù)、半導(dǎo)體材料技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)展，使得 LED 的使用范圍變得更加廣泛[4]。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2748422