Micro LED车灯投影光学系统设计与优化

本文提出了一种基于Micro LED阵列的车灯投影方案,设计了以像素尺寸为80μm×80μm的200×150白光Micro LED阵列作为显示光源,视场角为16°×34°的车灯投影光学系统,并对物面倾斜角度和光学系统结构进行了优化。此外,分别采用反向畸变处理方法和像素灰度调制方法用以解决车灯投影图像的梯形畸变和照度均匀性问题,并搭建了投影实验平台,对图像校正方法进行了验证。实验结果表明:校正后图像梯形畸变系数p1,p2分别从0.0932和0.3680下降至0.0835和0.0373,像面照度均匀性从83.2%提高到93.2%。本文通过对基于Micro LED的倾斜投影车灯光学系统进行优化设计及采用图像校正方法,实现了高光效、低畸变的车灯投影。

汽车LED前照灯控制系统及方案优化设计

随着LED前照灯复杂度、集成度及智能化程度的不断提高,汽车LED前照灯控制系统面临着简化设计、提高效率和降低成本等诸多挑战。针对目前的现状,文章提出一种集成近光、远光、角灯的LED前照灯控制系统,并着重对该控制系统的关键参数、芯片参数和方案进行新探索、设计和优化,可实现汽车前照灯的精准控制,使之具有高驱动效率、低能耗、高集成度、高性价比的优点。在汽车LED前照灯控制系统的电路设计和元器件选型等领域,具有重要的指导意义和较高的应用意义。

基于Micro-LED技术的汽车照明和车载显示应用研究

随着汽车智能化和电动化的发展,Micro-LED凭借其高亮度、快速响应、宽色域等优异性能,在先进车灯系统和车载显示屏等方面领域呈现广阔的创新应用前景,能够提升安全性、增强驾乘体验。虽然Micro-LED在芯片制造、封装、驱动电路等关键环节的核心技术已经取得显著进展,但其在汽车应用中仍亟待解决成本高昂、可靠性不稳定等问题。在未来智能座舱和自动驾驶等领域,Micro-LED技术将成为推动汽车交互智能化的重要支撑技术之一。

基于LED光源DLP前照灯系统策略研究与验证

本文以LED辅助光源的DLP前照灯系统为研究对象,开发一种应对多种场景需求的DLP前照灯系统策略及控制逻辑。采用整车及系统台架实测验证,试验结果表明,LED辅助光源的DLP前照灯系统能够很好实现人车防眩目,坡度及转弯、高速公路等工况自动照明,提高夜间行车驾驶安全。

大功率LED车灯风冷散热系统性能优化研究

大功率LED车灯采用风扇进行强制对流散热,针对风扇周边空间尺寸影响车灯散热性能的问题,采用有限元仿真、均匀设计法及响应面分析相结合的研究方法进行优化研究。首先,利用有限元软件FloEFD研究了风扇护风罩与壁面的径向距离A、风扇入风口与壁面的距离B及风扇出风口与散热器的距离C三个设计参数对大功率LED车灯风冷散热系统散热性能的影响;然后,使用均匀设计法设计试验方案进行响应面分析并拟合出三个参数与LED焊点温度之间的回归模型,利用Pareto分析法确定三个参数对系统散热性能的影响大小;最后,利用Minitab软件的响应优化器,以LED结温最小化为目标,确认三个参数的最佳组合是A为8.4 mm、B为16.3 mm、C为4.3 mm。通过对最佳组合进行实验,表明此组合具有最优的散热性能,同时仿真和实验结果具有一致性,验证了仿真的可靠性。

基于半导体制冷技术的LED前照灯散热器设计与优化

针对大功率LED汽车前照灯的结构、性能要求,提出了基于热电制冷效应的散热方案,并对不同类型散热系统散热性能进行了试验研究。结果表明:半导体制冷器对外部风扇风速或冷却液流速的敏感性分别高于风冷和液冷散热装置,模型一(风冷+热电制冷)和模型二(液冷+热电制冷)的制冷片最佳工作电流分别为3.0 A和5.0 A。当环境温度在极限范围(60~65℃)时,计算得到芯片的结温为55.5℃,光通量为1 458.8 lm。所设计的基于热电制冷散热系统可以满足使用要求。

一种LED汽车前照近光灯配光设计方案

从汽车前照近光灯GB4599-94标准出发,提出了一种LED近光灯的设计方案.该方案采用侧发光型LED为光源,以抛物面作为反射器设计的基础面,根据GB4599-94对近光灯的配光要求在ReflectorCAD中划分基础面,并合理调整各子面的面型数据,使光源经各子面反射后在配光屏上的光照分布满足配光要求.结果表明:采用400lm侧发光LED和恰当的光学照明系统能完全满足GB4599-94标准对汽车前照近光灯光照分布的要求.限于400lm侧发光LED尚未商品化,采用40.5lm侧发光LED,通过10组LED-反射器模块叠加逼近此配光方案.

基于大功率LED的汽车多椭球前照灯设计

传统光源卤素灯泡用于前照灯照明,在节能和寿命上存在不足。研究了使用半导体LED光源和多椭球面反射镜的前照灯设计方法。基于前照灯近光配光标准和LED光源特点,建立了LED前照灯的设计模型,包括LED光源模拟单元、反射器设计单元、透镜设计单元和光路追迹算法。提出三维多椭球面作为反射镜的方法,实现了LED光源多椭球面前照灯的照明计算机仿真。分析了实验结果,并指出LED前照灯的优势和未来大功率LED汽车前照灯发展的关键技术。

大功率LED汽车前照灯散热系统设计

针对大功率发光二极管LED(Light-Emitting Diode)对结点温度要求严格控制的特点,提出一种基于导热板+热沉的散热技术来满足LED前照灯散热封装的需求。通过数值模拟和试验方法研究了芯片的结温随环境温度、导热板长度、散热器倾斜角度、芯片封装深度的变化规律,试验值与数值模拟值基本吻合。结果均表明,环境温度及散热器的倾斜角对芯片结温有较大影响,芯片结温随环境温度基本呈线性变化关系,散热装置水平放置的散热效果最高。

多椭球投射式LED前照灯光学设计

LED光源具有寿命长、点亮速度快、节能等优点,非常适合作为新一代的汽车前照灯的主要光源。研究了使用LED光源和多椭球反射镜的投射式前照灯的设计方法,建立了光学系统模型。阐述了反射镜、挡板、透镜的设计思想。采用Cree xre-7090 LED作为光源,并在此基础上采用ASAP进行了计算机模拟。结果表明,可产生宽广但不高的光型,明暗截止线清晰。

LED汽车前照灯散热结构设计与分析

针对LED汽车前照灯的散热问题,对比设计两款有/无散热槽的新型散热器结构形式,利用有限元分析软件ANSYS进行散热结构的热力学分析。针对初始设计的散热结构形式采用控制变量法进行参数优化,最后得出无槽结构的LED灯具最高温度为65.352℃,热应力为235.56MPa;同等条件下有槽结构的LED灯具最高温度为62.712℃,最大应力为218.7 MPa。计算可知,具有散热槽LED灯具散热器优化后的温度相对无散热槽LED灯具散热器优化后的温度降低2.64℃,最大应力减小16.86 MPa。该仿真结果表明具有散热槽结构的散热器能够提高LED汽车前照灯的散热效果。

基于矩形复合抛物面聚光器LED汽车近光灯设计

以抛物线的反光特性为基础,将抛物线旋转、平移,设计出一款矩形复合抛物面聚光器。由汽车用前照灯GB25991—2010对近光灯的光照要求及边缘光线原理计算出聚光器的主要参数。LED汽车近光灯系统采用2个LED矩形复合抛物面聚光器配光组合,经Tracepro光学仿真软件对近光灯光照进行模拟,结果显示水平及15°明暗截止线清晰,各测试点、区域的照度值符合GB25991—2010要求;近光灯配光系统无需挡板与透镜,降低了光能损耗,提高了光能利用率。

LED汽车前大灯光源三维设计与性能分析

分析了LED光源由平面封装扩展为三维封装时的封装面扩展系数和出光角度的变化。在此基础上,设计并制造了三种不同封装长度、不同功率的三维LED汽车前大灯光源。测试结果表明,三维封装光源的光通量随注入电流的增大线性增加,当光源的实际发光功率为15.2 W时,光通量即达到汽车前大灯远光灯照明所需的2000lm,节能效果明显。三维封装光源的色温随注入电流的增加而增加,而发光效率和色坐标均随注入电流的增加而降低,显色指数基本保持不变。

大功率LED汽车前大灯散热装置研究

从大功率LED汽车前大灯的构造入手,采用风冷为主要的散热方式,设计了3种带有不同翅片的散热装置。通过更换基板和散热翅片的材料,对这3种散热装置的温度场进行模拟,结果表明,合理的散热器翅片的排布、较大的散热面积和散热器材料的选择,在设计过程中起着至关重要的作用,可有效解决车载大功率LED光源由于温度过高而引起的光通量和寿命降低的问题。

HB-LED医用手术头灯控制系统的设计与实现

研制了以高亮度LED为光源的医用手术头灯控制系统。该系统由电源路径管理电路、充电管理电路、LED驱动电路和调光电路组成。采用外部电源或者电池双电源供电,可驱动5W的大功率白光LED,同时具备LED亮度连续调节和电池充电管理等功能。LED亮度调节实验和锂电池充电实验表明该控制电路很好地符合了预期的设计要求,LED控制电路具有很强的通用性,体积小、价格低廉,适合于便携式电子产品的设计应用。

大功率LED前照灯近光散热器布置方案研究

针对大功率发光二极管(LED)对结点温度要求控制严格的特点,提出一种基于导热板+热沉的散热技术来满足LED前照灯散热封装的方法。利用恒温箱模拟车灯所处发动机舱的环境温度,通过数值模拟和试验方法研究了芯片结点温度随环境温度、导热板长度、散热器倾斜角度、芯片封装深度变化的规律。试验值与数值模拟值基本吻合。

组合式LED自由曲面前照灯的近光配光设计与仿真

本文从汽车用前照灯国标GB25991—2010出发,在已知光源属性的前提下,利用RefCAD设计了适用于高亮度白光LED的自由曲面反射器,将多套反射系统组合成汽车前照灯,并通过TracePro仿真模拟,分析各测试点、区域的照度值,其设计结果能较好地符合国标对近光的要求。该方法能更充分发挥LED的优点,提高了光能利用率,且大大优化和节省了设计空间。

采用曲面设计的LED前照灯建模及配光分析

LED作为汽车前照灯的光源在节能和效率上具有优势,本文研究了使用半导体LED光源前照灯的反射镜曲面的设计方法,并进行了配光验证分析。根据前照灯近光配光标准、LED光源特点和反射镜曲面设计,作者建立了新颖的LED前照灯的设计模型,包括LED光源模拟、反射器曲面设计、透镜设计单元和配光分析。作者提出不规则三维曲面作为反射镜的方法,并实现了LED前照灯的照明计算仿真。文章最后分析了实验结果,并指出LED前照灯的前景和未来大功率LED汽车前照灯发展的关键技术。

一种集成日行灯/位置灯的流水转向灯控制方法

随着汽车技术的发展,汽车智能化、集成度的不断提高,给汽车LED前照灯控制器带来了诸多挑战,诸如简化设计、提高集成度和降低成本等方面。文章提出一种集成日行灯/位置灯的流水转向灯控制方案,并对该驱动方案的关键参数、元器件选型、原理进行优化设计和研究。该项研究在汽车LED前照灯转向灯、日行灯电路领域具有提高集成度、智能化,以及提升驾驶者的安全性,降低整车成本方面具有重要意义。

新型LED汽车前照灯光学系统设计

利用圆环形LED光源阵列结构,结合反射杯与自由曲面透镜的混合型配光,设计了可以实现对汽车前照灯远光和近光同时配光的光学系统。对经反射器聚光后的光线及配光屏幕进行了适当的网格划分,根据能量守恒定律,建立了出光角、自由曲面透镜与配光屏幕之间的坐标关系。结合折射定律,通过迭代计算得到自由曲面透镜上的点坐标,并使用三维建模软件得到透镜模型。利用Tracepro软件对光学系统模型进行了光线追迹。结果表明,所设计的光学系统可以同时满足GB 25991-2010《LED前照灯标准》对LED前照灯远光和近光的配光要求,与传统的LED前照灯相比,能耗可降低至原来的75%。