汽車的散熱是汽車中最為重要的一部分，因為溫度過高造成的后果很嚴重。汽車燈具的散熱也是值得重視的，那么燈具散熱的方式和方法都有哪些呢？本文是一篇工程師職稱論文期刊投稿范文，主要論述了汽車燈具散熱方式與方法研究。

 　　【摘 要】汽車燈具作為汽車照明與信號裝置的主要實現方式，在近年來隨著技術工藝的革新也由原來的氙氣燈發展為如今的LED燈，這種燈憑借節能環保、使用壽命長，且亮度更高等優勢已經成為汽車的普遍選擇，但是在散熱方面有一定的待提高性。本文將具體對汽車燈具的散熱方式與方法進行探討研究。

　　【關鍵詞】汽車燈具,散熱,方式方法

　　1 前言

　　汽車燈具包括內部燈和外部燈，其中外部前照燈(大燈)因為是汽車夜間行駛照明的最重要保障和發出行駛信號的主要途徑，所以對其亮度功率都有很大的要求，一般在40-60W之間，大功率引起高溫度的產生，而高溫卻會對LED芯片的發光效率產生很大的負面影響。因此，研究出高效率的車燈散熱管理技術是當前車燈設計亟待解決的問題。

　　2 燈具結溫與散熱

　　2.1 LED運行熱傳遞過程

　　LED燈作為一種固態的二極管發光器，由磷化鎵、磷砷化鎵等III-V族化合物制成的半導體、具有極高的電光轉換性能，LED開啟運作后，在外部電場作用下，正向電流流過半導體，內部芯片首先產生熱量，再以熱傳導、對流和輻射三種形式進行傳遞，其中，熱傳導是熱量傳遞最主要的傳遞方式。因此通過改變熱傳導能力來提高散熱性能是解決散熱問題的可行辦法。

　　從一般LED燈具的結構來看，LED線板空氣熱阻力的大小對散熱性能起到著決定性作用。而這又可從以下三個方面進行分析：

　　(1)線路板熱阻大小的影響因素有：線路板材料、LED間距、電阻分布形式、LED與線路板連接方式;

　　(2)熱阻大小對芯片產生的熱量能否導出到支架或熱沉上有起到直接性作用;

　　(3)如果線路板到空氣的熱阻值過大，那么傳遞到線路板的熱量會因聚焦過多而使線路板的溫度快速上升到一個過高值，而對LED造成加速光衰、器件損壞等危害性后果。

　　2.2 結溫的產生

　　LED的光電轉換率只有20%，其余都轉化為熱量，結溫由此產生。一般來說，具體產生原由有下面兩種：

　　(1)內部量子效率不高。內部芯片的電子和空穴復合時，因電流泄漏使PN區載流子復合率降低而不能完全產生光子，那么這部分泄露的電流和電壓的乘積就是轉化成熱能的功率，產生出熱量結溫;

　　(2)外部量子效率不高。電子和空穴復合時生成的光子無法全部映射到芯片外部而轉化成熱能，且絕大多數的光子因極低的外部量子效率最終都轉化成了熱量，形成結溫的主要部分。

　　2.3 燈具散熱的重要性

　　LED燈具雖然本身的功率不大，輻射出的熱量也不多，但是因為在功率和光能的轉換上，如上文所述，只有一小部分轉化為光能，剩余大部分都轉換成了熱量，產生較高溫度，而LED本身的特性又決定了其在較高溫度集結的環境下，芯片的熱密度會升高達上百瓦每立方，結溫的升高會導致LED光輸減少，這種情況下，發光的效率大大地降低，光衰明顯，且芯片加速地老化，縮短了使用壽命。這就是大功率LED等的發光與散熱之間的矛盾所在。

　　因此，只有設計出科學合理的散熱管理系統，才能保證LED燈具的正常、持久高效地運行，確保汽車行駛安全，也延長了使用壽命，降低了維護成本。

　　3 燈具散熱的方式方法

　　根據上文所述的熱量產生的過程及原因，在具體的燈具散熱技術開發和實施中，有以下幾種方式方法：

　　3.1 內部方法

　　內部方法即從LED燈具自身著手，根據其結構性能提出的方法：

　　(1)改進LED的封裝技術，實行金屬表面絕緣，減少導熱性，再從間距、分布及連接方式等方面，降低內部熱阻，加快散熱速率;

　　(2)一方面提高光子和電能的轉化率，減少光子向熱能的轉化機率;另一方面提供工藝技術，減少電流泄漏的機率提高載流子復合率;

　　(3)可通過提高LED允許的最大結點溫度值來增加最大允許的散熱設計溫差，增強散熱設計的可操作性和散熱實效。

　　3.2 外部方法

　　所謂外部方法，是指通過利用不同的散熱裝置，從而從LED外部實現散熱：

　　(1)直接把金屬線路板作為熱沉向外部環境散發熱量，經過自然空氣的流動作用，實現線卻降溫;

　　(2)調整散熱片結構，擴大現有的面積、選用導熱性能佳的鋁材，提高傳導效率。但這種方式只能適用于較低熱流密度的LED 系統，對于高熱流密度則不適用;

　　(3)在燈源處加裝小型的散熱風扇，與燈具同事運作，形成與外界空氣熱交換的強制對流，這樣風扇在加速散熱片散熱的同時，對流空氣也直接把部分熱量從線板帶走，實現散熱。但此法中的風扇只能吹散LED外部的一部分熱量，無法作用到起線板內部，且在汽車行駛過程中存在不穩定因素，因此此法尚待提高;

　　(4)在LED燈具的背面加裝帶有針肋的熱沉，同時加裝電壓風散來散熱。但此法只適用于小功率管的LED燈具。

　　3.3 微觀方法

　　(1)使用純鋁為基礎材料，采用量子調控技術，加入熱運動簡諧振動頻率高的聲子晶體材料，并加入一些遏制非簡諧振動的聲子晶體材料，制成具有高比熱容、快速平衡性能和能夠與空氣快速熱交換的高性能散熱材料;

　　(2)用技術手段提高熱量流動的速度和頻率，使其進行技術型性主動散熱;

　　(3)加入溫度范圍更寬的熱電波轉換材料，將熱能轉換成頻域更寬的電磁波向空間發射;

　　(4)使用技術手段來豐富熱子轉化成光子的頻域，加大散熱效率。

　　綜上所述，要實現LED燈具的散熱，最主要就是采用最短的熱路徑，擴大散熱面積，想辦法讓熱量以最高的速率輸導出去，最終確保把LED燈具運行溫度控制在安全標準范圍以內，提高燈具的質量和使用可靠性。

　　4 結束語

　　以LED為載體的汽車燈具是控制方便、節能環保、操作響應快等諸多優點，是汽車安全行駛的重要工具，但燈具的散熱問題作為作為LED本身美中不足的缺憾，也是汽車燈具制造行業不斷努力攻克的難題。我們還需要進行不斷地積累經驗、更新研究，在現有的技術方案下精益求精，力爭把這一世界性難題完美解決。

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　　工程師職稱論文發表期刊推薦《船舶工程》（ShipEngineering），主辦：中國造船工程學會，周期：雙月，出版地：上海市，語種：中文，開本：大16開，國際刊號ISSN1000-6982國內刊號CN31-1281/U，郵發代號：4-251，歷史沿革：現用刊名-船舶工程，創刊時間：1978。該刊被以下數據庫收錄：中國科學引文數據庫(CSCD—2008)核心期刊：中文核心期刊(2008)中文核心期刊(2004)中文核心期刊(2000)中文核心期刊(1996)中文核心期刊(1992)。本刊系中國造船工程學會會刊，國家技術類核心期刊。