摘要

　　使用一种导热性能好、粘度小、电绝缘性强、无腐蚀性的透明液体封装LED，研究其封装后的光学特性，以获得一种光效高、散热好、体积小的新型汽车光源。按照汽车用LED前照灯GB25991-2010配光要求，选用1300Lm的大功率白光LED光源，采用椭球面玻璃作为灯具基本外壳。用光学设计软件TracePro进行设计，通过调节光源在灯具内的位置，修改玻璃外壳形状，设计出了一款自头射式LED汽车远光灯。设计结果表明：以目前大功率白光LED光源技术，椭球面玻璃外壳直径在40~50mm范围内的远光灯完全能满足国标要求，光能收集效率在86.5%以上，最后对制作灯具进行测试，照度值分布与仿真结果基本吻合。

　　引言

　　汽车前照灯是汽车安全行驶必不可少的部件。自汽车问世以来，随着照明光源技术的进步，前照灯经历了白炽灯、卤素灯、HID灯、LED灯的发展过程。其中，白炽灯和卤钨灯光效放在30Lm/W以下，寿命只有几百小时。氙气灯和金卤灯光效达90Lm/W，寿命3000多小时，而光效150Lm/W的蓝光芯片涂黄光荧光粉的大功率白光LED光源已经商业化，寿命可达数万小时。除此之外，LED光源比传统光源体积小、响应快、工作电压低。目前在刹车灯、倒车灯、转向灯、尾灯、以及信号灯等汽车低照度照明应用中技术相对成熟。由于大功率LED散热困难，应用于汽车远光灯还具有挑战性。对于汽车远光灯来说，它需要采用大功率高光通量的光源，LED实现大功率高光通量可以用小芯片集成封装或大芯片封装。大芯片封装使得光源系统的热阻增大，且芯片中光的自吸收及反射损失会使光效降低，因此远光灯应使用小芯片集成封装的大功率白光LED电源。随着发光效率提高LED取代传统光源作为汽车前照灯是必然趋势。

　　对于大功率高通量LED远光灯来说，庞大的体积和汽车紧凑型设计之间的矛盾是制约其发展的主要因素。传统LED汽车远光灯通过反射、折射、反射与折射共同作用的方式实现配光要求。体积和质量相当大。经过改进，一般采用小型抛物面发射器的LED汽车远光灯体积虽有缩小，但由于其焦距小，光源位置微小的误差会使配光发生很大的变化。目前使用的自由曲面反射器减少了光源位置便宜产生的配光变化。光能利用效率高，深受人们的青睐，但小型化的自由曲面反射器加工难度大，最后，工作温度对LED稳定性和寿命影响很大。针对这些问题，依据当前大功率白光LED光源的点穴、光学级封装技术，应用一种导热性好、粘度小、电绝缘性强、无腐蚀性的透明硅油封装LED汽车远光灯，与传统灯具相比，除了与光源热沉相连的散热装备外，光源的其余部分均浸没在硅油环境中。按照GB25991-2010的要求，对照度分布进行了测试。

　　1、GB25991-2010远光灯配光要求

　　根据汽车用LED前照灯GB25991-2010要求，汽车远光灯要实现良好的照明。配光性能在距离前照灯基准中心前25000mm的垂直平面配光屏上测试。照度要求如表1所示：