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LED車用燈具散熱設計之數值與實驗整合研究

為了解決VIOS 避 震 器 壽命的問題，作者吳銘修 這樣論述：

由於近年來LED製程的進步，促使低功率LED廣泛地應用於車輛的指示燈與尾燈，而車用霧燈與頭燈尚未被廣泛地應用，最主要原因在於必須使用高亮度LED方能達成照明之需求。由於高亮度LED的輸入功率高，使得散熱問題相當受到重視，因此在高功率LED的應用上若無有效的熱管理，輕則LED的發光效率及壽命隨著其晶片溫度的升高而快速遞減，重則導致晶片損毀。有鑑於此，本文將從LED投射模組著手研究，並考量兩種不同光型配置進行散熱設計，來維持相似的散熱效能且模組的重量不至於相差太遠，以提供投射模組多樣化的選擇。接著再將研究範圍擴展至車用霧燈，於產品材料、外觀尺寸與光型配置等不變更的限制下，藉由改良原始的散熱模組來

解決LED霧燈內部投射模組之散熱問題，使得LED晶片的溫度降幅高達16.6℃。最後透過專利檢索，參考LED車頭燈之相關光型配置技術，以此為基礎來設計符合Toyota Vios之LED車頭燈，於實車測試數據中可確認各LED晶片溫度皆可保持在104℃以內，遠低於其失效溫度150℃；綜合歸納來說，值得一提是本研究所設計的散熱模組中，不但僅採用被動式散熱設計，而且也避免使用熱管，來去除其在震動環境的不確定因素，因此大幅提昇立即量產的可能性。本研究利用計算流體力學分析軟體，針對各種LED燈具模型進行模擬分析與散熱設計，藉由改良分析後設計出對於產品有較佳效能之散熱模組，並整合實驗驗證與模擬分析之結果，以探

討本文所建構之模擬結果與實際量測間之誤差。比較結果顯示，本文之模擬與實驗間之誤差皆在6℃以下，在考量熱阻值與LED功率效正下所模擬之結果，將誤差縮小至1.5℃以內，而LED晶片溫度皆處於安全操作範圍，在此足以證明本文所建構之數值模擬方法具有其相當之可信度。總結來說，本研究所建立之結合數值模擬、CNC實體製作與實驗驗證的研發設計流程，成功地開發出新型的Hybrid投射模組，其LED比改良ARTC投射模組降低2℃，可提供各種LED燈具應用；同時也完成了LED霧燈與Toyota Vios之LED頭燈的散熱設計，能使LED之最高溫度大幅下降，且符合目前LED燈的操作溫度；本研究之完成將能幫助解決LED

應用於車用燈具時之散熱問題，並可作為後續LED燈具之散熱研究的參考與應用。