汽車LED照明燈傳熱特性的影響因素分析

采用發(fā)光二極管（LED）燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鹵素和氙氣燈作為汽車的前照燈已是一種趨勢(shì)。LED燈具有較長(zhǎng)的使用壽命和較高的功率利用率，但同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。因此，需要開發(fā)一種先進(jìn)的冷卻系統(tǒng)能使LED燈實(shí)現(xiàn)有效的散熱，使其始終在一個(gè)穩(wěn)定、連續(xù)、可靠的操作環(huán)境下工作。在不同操作條件下研究主動(dòng)空冷散熱器模型以及影響汽車LED系統(tǒng)中空冷散熱器散熱性能的因素。圖1所示為L(zhǎng)ED系統(tǒng)散熱器散熱性能試驗(yàn)裝置示意圖，該裝置包括一個(gè)玻璃容器、汽車前照燈LED芯片、散熱器模型、風(fēng)扇、電源、熱電偶、用于改變散熱器輸入功率和風(fēng)機(jī)輸出功率的單片機(jī)板（Arduino MEGA 2560）、數(shù)據(jù)記錄器（GRAPHTECmidi記錄器GL820）和用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)。其中一個(gè)熱電偶連接到LED燈連接處，以檢測(cè)連接處的溫度。其它熱電偶用于測(cè)量散熱器表面的溫度、散熱片表面附近的空氣溫度和環(huán)境溫度。圖1還顯示了不同熱電偶的相對(duì)位置關(guān)系。利用點(diǎn)支撐的方法將散熱器模型安裝在鋁板上。

在顯著點(diǎn)通過測(cè)量散熱器的溫度和熱阻來評(píng)估散熱器模型的冷卻性能。通過改變散熱器的輸入功率、風(fēng)機(jī)的輸出功率和環(huán)境溫度，觀察相應(yīng)散熱器的性能。此外，對(duì)比分析了強(qiáng)迫對(duì)流和自然對(duì)流對(duì)散熱器的影響。對(duì)比分析結(jié)果表明，當(dāng)風(fēng)機(jī)輸出功率增加近1.5倍時(shí)，散熱器的溫度衰減率為0.7℃；LED連接處的溫度隨著環(huán)境溫度的增加而增加；輸入功率的最大熱阻為5.75W；強(qiáng)制對(duì)流對(duì)汽車LED系統(tǒng)的冷卻效果更顯著。

圖1 LED系統(tǒng)散熱器散熱性能試驗(yàn)裝置示意圖

刊名：International Journal of Control and Automation（英）

刊期：2015年第9期

作者：Mahesh Suresh Patil et al

編譯：朱會(huì)