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组合式LED模块标准光源组研究

上传人:LEDth/整理

上传时间: 2014-11-19

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作者凌 铭/张建文/章世骏
单位上海汽车灯具研究所/上海机动车检测中心
分类号U463.65
发表刊物照明工程学报
发布时间2014年2月

  1 引言

  LED 环保、节能、长寿命、抗震、色纯度高,是先进的汽车照明光源,高亮度白色LED 将在未来几年内达到100lm/W 的输出,且可以组成各种形状的光源模块,具有极大的竞争力,广泛应用在前照灯、昼间行驶灯、前位灯上已成为钨丝灯卤素灯的必然替代产品,为汽车照明的发展趋势[1,2] 。

  由于使用积分球测量光通量是一种十分方便常用的测量方法,这种方法需要用一只光通量标准灯(可由分布光度计标定),该标准灯和待测灯要有类似的外形尺寸和形状,光谱相同,否则会引起较大的测试误差, 标准灯是光源光通量测试的关键因素。我国现在使用的光通量标准灯,是以钨丝为发光体的白炽标准灯,并有相应的国家标准,而目前现有的LED 光通量标准灯,仅是类似于白炽灯泡的单颗LED,其光通量小,远低于汽车用LED模块光源的光通量,采用自然散热方式,其光通量受环境温度影响大,光通量不稳定[3,4] 。

  汽车用LED 模块同传统白炽灯光源有较大差别,首先是汽车用LED 模块不是点光源,形状各异,千差万别; 其次,汽车用LED 模块的光通量数值大,范围广,光通量值从几百流明到上千流明,这就使得测试用的标准光源,要保持与待测LED 模块形状相近,就不可能像传统白炽灯光源那样仅有几只标准灯即满足光源测试要求, 同时要保持光通量大工作温度高的LED 标准光源模块的输出光通量稳定,传统的自然散热方式已经不能满足此要求,因此,要测量汽车车灯的LED 模块的光通量,就急需一种新型的LED 模块标准光源[5] 。

  本文研究了一种能对各种形状的白光LED 模块进行光通量测量的标准光源组。它不但能让白光LED 在恒定温度下工作,保持光通量的稳定,並且能通过调整支臂长度和角度,选取白光LED颗数,保持与待测光源的具有相同的形状和结构,在此基础上实现待测LED 光源的光通量的精密测试。

  2 组合式LED 模块标准光源组结构

  组合式LED 模块标准光源组主要由白光LED和可调长度、角度的支臂组成。白光LED 是光源组最重要的组成部分,采用通用的蓝光LED 芯片激发黄色YAG 荧光粉形成白光。

  因工作为长时连续制,且在无空气流通的积分球内进行,因此需要特别致冷设计, 采用TEC 致冷加铝热沉传导散热方式,同时铝热沉起支撑作用。见图1 和图2,将蓝光LED 芯片直接粘在热电制冷器TEC 的中心位置上,方形框架粘在热电制冷器TEC制冷面的外边缘,其内的荧光体将蓝光LED 芯片封盖住并与方形框架上面平齐,蓝光LED 芯片的电源线穿过方形框架左壁,热电制冷器TEC 制热面镶嵌在正八边形铝热沉的上平面内,其右侧的电源线未触及上平面,插孔对称分布在正八边形铝热沉的8个侧面的中心处。

  支臂可调节长度和角度,中心处的调角螺钉可使支臂分成的两部分能绕其折成任意角度,两部分中心处各装有可调节长度的支臂长度调整旋钮,支臂的两端可紧密插入白光LED 的正八边形铝热沉上的任一插孔内,形成不同形状的LED 模块,见图3,图中1 为支臂长度调整旋钮,2 为支臂角度调整螺钉。

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