照亮前方—LED汽车头灯的设计要点

图7 LED光源设计

资料来源：Hella

　　散热设计是LED光源区别于传统光源的课题之一。传统灯具产生的热远高于LED，但传统灯具不会

因为高温而降低其光源输出能力，但LED的光输出却会随着本身接口(Junction, PN接口)温度的升高而下降，如图8所示。而其产生的热如何散除到外界环境与其封装结构材料息息相关，牵涉到使用的散热材料与相关外型，关系如图9所示，其中热阻的概念，代表输入W功率时，需要提高多少K温度才足以散热。以现有的封装技术最高可允许LED操作在185℃(Lumiled K2)，但一般因为封装胶材的关系，可允许的操作温度约在125℃，除了考虑光源输出效率之外，亦考虑封装胶材的变质(树脂类材料在高温有老化现象)。

　　引擎室的温度在灯具附近最高可到85℃，配合Lumiled K2可有100℃的散热空间，但若配合一般的LED则只有40℃的散热空间，观察相关热阻，R_Junction-Slug、R_Slug-Board都决定于封装体，对设计者而言只能针对R_Board-Ambient努力，其中包括如何将封装体固定于散热基板上(接着质量)、散热结构外型设计、主被动散热考虑与外部环境等条件。因此在此处应该与机构进行相关模拟设计，取得灯具在引擎室内的流场与温度条件后再考虑所需的散热模式，若选用被散动热得需要较大的散热空间，对引擎是而言是不小的负担，若选用主动式散热，虽然所需散热环境较小，但因为增加了风扇等可动件，反而需考虑此可动件可否通过车灯上的相关法规，包括震动、粉尘、腐蚀与湿气等严苛环境。

图8 接口温度对光源输出的影响

资料来源：Lumiled

图9 封装与散热热阻关系

资料来源：Lumiled