LED小课堂:如何解决大功率LED照明的散热问题

两种用量最大、功率最高的LED照明应用是大屏幕LCDTV显示器的背面照明和汽车前照灯。不妨看看Lexus(雷克萨斯)、Audi(奥迪)、甚至GM(通用)公司的CadillacEscalade所使用的标准中国LED在线汽车前照灯。所有这些汽车的总体照明结构均很相似。每个汽车前照灯包括5种专为各种照明要求而优化的LED供电光束,包括:近光灯、远光灯、转弯辅助灯、昼间行驶灯和转向信号指示灯。

标准LED照明光束通常将需要35W至50W的供电功率。这或许看似不是很多的功率;然而,LED提供的亮度却达到了HID卤素灯的10倍,因此LED的光输出就相当于500W的卤素灯。远光灯所需的功率一般与标准照明光束相同或略为高一点,而转弯辅助灯、昼间行驶灯和转向信号指示灯所需的功率则较低。不过,该总体汽车前照灯会消耗200W以上的电能,因而有可能产生重大的热功率耗散问题。这确实不是什么好事,因为随着工作温度的升高,LED的光输出和工作寿命将迅速降低。

处理该散热问题方法有很多种。一种是增加大量的散热器以把热量从照明灯移走。然而,这会产生另一组问题,包括因为散热材料的使用而导致的成本和重量的增加。解决这一问题最有效的方法是采用一个具极高效率的驱动器(效率>93%)来最大限度地减少LED驱动电路的热耗散。这并不像听起来那么困难,原因是一个50W的远光灯通??捎?4个串联的1ALED组成。由于整个温度范围内的正向电压降约为每个LED4V,因此升压转换器LED驱动器拓扑结构能够以93%的效率将12V的标称电池电压提升至刚好超过56V.这使得仅需耗散3.5W的功率,对于该功率耗散值,在安装了LED汽车前照灯的印刷电路板内布设低等级的铜散热器便可轻松地满足要求。

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