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。LED燈具有較長的使用壽命和較高的功率利用率，但同時會產(chǎn)生大量的熱量。因此，需要開發(fā)一種先進的冷卻系統(tǒng)能使LED燈實現(xiàn)有效的散熱，使其始終在一個穩(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LED系統(tǒng)散熱器散熱性能試驗裝置示意圖，該裝置包括一個玻璃容器、汽車前照燈LED芯片、散熱器模型、風扇、電源、熱電偶、用于改變散熱器輸入功率和風機輸出功率的單片機板（Arduino MEGA 2560）、數(shù)據(jù)記錄器（GRAPHTECmidi記錄器GL820）和用于進行數(shù)據(jù)處理的計算機。其中一個熱電偶連接到LED燈連接處，以檢測連接處的溫度。其它熱電偶用于測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位置關系。利用點支撐的方法將散熱器模型安裝在鋁板上。

在顯著點通過測量散熱器的溫度和熱阻來評估散熱器模型的冷卻性能。通過改變散熱器的輸入功率、風機的輸出功率和環(huán)境溫度，觀察相應散熱器的性能。此外，對比分析了強迫對流和自然對流對散熱器的影響。對比分析結(jié)果表明，當風機輸出功率增加近1.5倍時，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；強制對流對汽車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