發(fā)布時(shí)間：2021-12-11 12:07

　　隨著汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展,汽車(chē)的車(chē)燈作為汽車(chē)的眼睛,其重要性不言而喻�，F(xiàn)代汽車(chē)光源主要選擇節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)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(wèn)題成為影響LED使用壽命的最主要的因素。因此,解決散熱問(wèn)題以及預(yù)測(cè)其使用壽命必然會(huì)促進(jìn)LED的發(fā)展,并且?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本文為了驗(yàn)證模擬仿真的真實(shí)可靠性,通過(guò)3D建模軟件Solidworks根據(jù)實(shí)物散熱器和車(chē)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(shí)際情況完全相同。本文利用有限元分析軟件ANSYS Workbench對(duì)建立的3D散熱器-芯片模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)熱仿真分析,同時(shí)使用熱電偶測(cè)試原理測(cè)試芯片正常工作下的結(jié)點(diǎn)溫度,比較模擬和實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果,證明了仿真模型建模較為準(zhǔn)確以及ANSYS Workbench應(yīng)用于大功率LED車(chē)燈芯片熱分析的可行性。運(yùn)用ANSYS中的Icepak,Steady-State Thermal模塊對(duì)建立的芯片模型進(jìn)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(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

LED發(fā)展歷史

江蘇大學(xué)專(zhuān)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(chē)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(cuò)和材質(zhì)會(huì)影響自身導(dǎo)熱速率，并針對(duì)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(jì)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(gè)方向：（1）改善自身的封裝結(jié)構(gòu)和構(gòu)成材料。對(duì)于自身封裝結(jié)構(gòu)，市場(chǎng)上主要采用的是硅基板倒裝芯片（FCLED）結(jié)構(gòu)和金屬線(xiàn)路板（MCPCB）結(jié)構(gòu)。對(duì)于構(gòu)成材料的優(yōu)化，主要是選取熱傳導(dǎo)能力較強(qiáng)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(guò)借助外部能量的驅(qū)動(dòng)，加快熱量交換的速率。借助外部能量，它可以分為主動(dòng)和被動(dòng)冷卻方法。主動(dòng)冷卻在很大程度上取決于外部系統(tǒng)的運(yùn)行，并主動(dòng)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(dòng)冷卻方式示意圖：圖1.2常見(jiàn)主動(dòng)冷卻方法Fig.1.2Commonactivecoolingmethods

LED結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[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(chǎng)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(bào). 2019(06)
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博士論文
[1]大功率LED封裝熱可靠性與壽命預(yù)測(cè)研究[D]. 陳奇.華中科技大學(xué) 2018
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[3]LED燈具加速老化在線(xiàn)測(cè)試和快速壽命評(píng)估方法的研究[D]. 郝劍.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2016
[4]大功率LED結(jié)溫測(cè)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(yàn)的理論和方法[D]. 張春華.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002

碩士論文
[1]基于改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的市際客運(yùn)班線(xiàn)客流預(yù)測(cè)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(cè)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(guān)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(duì)LED車(chē)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(jì)[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(dòng)電源可靠性研究與燈具壽命評(píng)估[D]. 李川.廈門(mén)理工學(xué)院 2017
[8]LED燈具壽命加速試驗(yàn)方法研究[D]. 林敏.廈門(mén)理工學(xué)院 2017
[9]溫度沖擊下大功率COB-LED金線(xiàn)可靠性研究[D]. 李俊超.江蘇大學(xué) 2017
[10]LED汽車(chē)前大燈的熱—振動(dòng)耦合分析及加速壽命試驗(yàn)[D]. 王超.江蘇大學(xué) 2017



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