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高亮度汽车LED前照灯的光学结构设计

1引言  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,目前全车内部采用LED的车厂家几乎全为欧洲的公司,在外部照明使用LED方面,欧洲和日本汽车将第三刹车灯改成LED的比率已超过80 %。相比国外,国内汽车应用LED要滞后几年,从LED车灯技术发展现状与趋势来讲,我国LED高位制动灯开始进一步普及,LED后制动灯、转向灯和雾灯开始商品化,LED汽车灯具向个性化和艺术化方向发展。  目前LED汽车灯具的重点研究方向是LED前照灯,其中高效、大功率、高可靠性的LED元件研究、车灯与特殊散热技术和光学设计是关键。本文研究大功率LED汽车前照灯的光学结构设计,采用ASAP软件,建立了前照灯的光学模型,进行了多灯光组单灯和组合配光分析。  2 LED光源  经反复试验,发现用多芯片直线型封装的LED最适和作为前照灯光源,因为其和灯丝相似,因此我们采用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。

  3 LED汽车前照灯的光学设计  3.1远光灯设计  为克服现有的汽车灯具不能直接将光源替换为LED光源的困难,将远光灯和位置灯组合在一起,既节省了空间,又能够满足远光灯对光通量的需要,且能实现较高效率。  设计中采用的方法是:在同一灯室中组合放置远光灯和位置灯,位置灯由8颗LED组成,每颗LED配有独立的反光碗,位置灯通过反射与直射光满足配光要求。位置灯下放为远光灯LED的散热体。远光灯的光源为多芯片封装大功率LED,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。  图3是远光灯的机械结构图,图中1为框架,2为远光反射面,3为前位置灯反光面,4为位置灯LED,5为远光散热体,6为多芯片大功率LED。  中华励志网新能源论文:高亮度汽车LED前照灯的光学结构设计[高铁成 艾艳锦 李玉兰]

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