基于熱管散熱的LED汽車大燈設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u9808基于熱管散熱的LED汽車大燈設(shè)計(jì)案例 [12]冷蒸氣液化流向底部吸熱后蒸發(fā)重復(fù)循環(huán)圖3-5熱管工作原理圖1.3建立模型1.1.1solidwords軟件的介紹在設(shè)計(jì)燈體的結(jié)構(gòu)時(shí)，所選用的軟件是Solidworks，這款軟件是一款功能強(qiáng)大、包含多種組件的軟件，還具有安裝簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。它能夠建立從基礎(chǔ)到復(fù)雜的各種機(jī)械模型，涉及很多個(gè)領(lǐng)域，并且可以根據(jù)使用目的的不同，滿足用戶對(duì)模型渲染的要求。除此之外，這款軟件還可以對(duì)已經(jīng)建立好的模型快速導(dǎo)出圖紙，相比起傳統(tǒng)的手工繪圖，大大縮短了出圖時(shí)間，并且在圖紙的精確度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)勢(shì)與手工繪圖，可以說(shuō)從一定程度上解放了雙手。同時(shí)，這款軟件還可以與其他軟件進(jìn)行連接，從某種意義上說(shuō)節(jié)約了用戶在建模分析時(shí)的時(shí)間周期。在設(shè)計(jì)方案方面，Solidwords針對(duì)不同需求，能夠提供的設(shè)計(jì)方案多種多樣，能夠極大的滿足設(shè)計(jì)人員的需求，同時(shí)在一定程度上也能夠進(jìn)一步減少不少在設(shè)計(jì)過(guò)程中本可避免的人為失誤，從而更好的保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。使用solidwords軟件進(jìn)行建模，由于軟件經(jīng)過(guò)多年的優(yōu)化，各項(xiàng)功能都很完善，因此設(shè)計(jì)人員更夠在短時(shí)間內(nèi)高效的完成模型的建立，進(jìn)而設(shè)計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)效率。綜合以上優(yōu)點(diǎn)，在本次設(shè)計(jì)中，在建模方面，我選擇使用Solidworks進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)我個(gè)人實(shí)際的建模經(jīng)歷，本款軟件的確節(jié)約了我很多時(shí)間。1.1.2常見(jiàn)的LED汽車大燈散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目前市場(chǎng)上主流的LED大燈結(jié)構(gòu)是鋁制外殼散熱，如圖3-6所示，這幾種LED大燈散熱裝置，包括燈芯、燈罩、散熱鋁制外殼、尾部風(fēng)扇（或銅編織帶）。LED芯片一般為多個(gè)芯片陣列排布，LED燈燈芯與LED基板相連，基板的材質(zhì)為超導(dǎo)鋁，能有有效的傳遞熱量，與基板相連的為鋁制燈體，LED基板在燈體兩側(cè)呈對(duì)稱式分布，燈芯與基板結(jié)合一起組成LED燈，鋁制燈體尾部設(shè)有散熱小風(fēng)扇或者銅編織帶。市面上的大燈結(jié)構(gòu)一般就是這種，這種結(jié)構(gòu)制作方便而被大規(guī)模應(yīng)用，但是鋁制燈體導(dǎo)熱性能有限，于是我設(shè)想有沒(méi)有一種結(jié)構(gòu)能夠優(yōu)化這種燈體，經(jīng)查閱相關(guān)資料，微熱管結(jié)構(gòu)進(jìn)入視野，根據(jù)目前大量研究員的研究證實(shí)這種設(shè)想是合理的。圖3-6常見(jiàn)燈體結(jié)構(gòu)1.2.3基于熱管的LED汽車大燈散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)上文的討論，本課題設(shè)計(jì)一種新型的LED大燈散熱器結(jié)構(gòu)。上文做過(guò)相關(guān)說(shuō)明，熱管的導(dǎo)熱性能相比起鋁制材料更好，能夠在更短的時(shí)間內(nèi)傳遞更多的熱量，由于大燈在工作時(shí)熱量經(jīng)由燈芯傳遞銅質(zhì)基板，而后再由鋁制基板將熱量傳導(dǎo)至尾部，于是我設(shè)想將與LED燈基板相連的鋁制燈體換成微熱管，由于微熱管不能很緊密的與基板鏈接，中間或多或少或有空隙，要知道對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，空氣的影響是不可忽略的，于是在微熱管周圍添加導(dǎo)熱硅脂讓熱管與基板密切相連。1.4燈體結(jié)構(gòu)的確認(rèn)1.4.1燈體有無(wú)熱管的對(duì)比為了更加直觀的說(shuō)明加入熱管相比不加入熱管的確能提高散熱性能，本小節(jié)我做的一組對(duì)比試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中唯一變量為熱管，實(shí)驗(yàn)的環(huán)境均是相同的，為進(jìn)一步控制變量，對(duì)比試驗(yàn)同步進(jìn)行。經(jīng)過(guò)后期數(shù)據(jù)的采集，我得到一組數(shù)據(jù)如圖3-7所示，在圖中可以看出LED結(jié)溫為68.5℃，散熱器末端約為38.5℃。而不加入熱管時(shí)，LED結(jié)溫為111.86℃，散熱器末端溫度為41.725℃。顯然優(yōu)化之后的LED散熱能力明顯加強(qiáng)。為更直接的對(duì)比有無(wú)熱管的情況下散熱器個(gè)時(shí)間段的溫度，建立了時(shí)間溫度曲線如下，從曲線中可以得出，增加平板熱管后LED芯片的溫度從始至終均低于沒(méi)有熱管的實(shí)驗(yàn)組。進(jìn)一步直觀的證明了假設(shè)成立。圖3-7有無(wú)熱管結(jié)溫對(duì)比圖1.4.2燈體模型有了以上結(jié)果，設(shè)計(jì)出一種面向汽車LED前照燈的熱管散熱系統(tǒng)，包括兩個(gè)燈芯、兩個(gè)基板、一根微熱管、鋁制燈體以及一個(gè)風(fēng)扇，燈芯實(shí)際為多個(gè)陣列分布，此處為簡(jiǎn)化的模型，燈芯與基板緊密接觸組成LED燈芯片，熱管的側(cè)面呈現(xiàn)圓弧狀，燈體與熱管接觸處也是設(shè)有槽狀結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計(jì)能讓熱管與燈體很好的接觸，兩片LED燈芯片在熱管兩側(cè)堆成分布，設(shè)有燈芯的一端為熱管的蒸發(fā)端，熱管的另一端與燈體后面相連，燈體的