輕便摩托車LED準直照明系統(tǒng)的研制.pdf

1、LED的發(fā)明具有劃時代的意義。早在2001年,LED在用于車輛照明就受到大量的關注,隨著材料和工藝的不斷發(fā)展,LED的發(fā)光效率不斷提高,已經(jīng)能夠替代傳統(tǒng)的車輛照明光源,用于車輛照明。本文針對輕便摩托車的前照燈,利用大功率白光LED替代傳統(tǒng)的鹵素燈,設計并開展了LED照明系統(tǒng)的測試。本文主要針對以下幾個方面進行了研究:
　　1)從光度學和色度學等方面深入探討了將LED用于摩托車前照燈照明的可行性。由于LED發(fā)光呈朗伯體分布,不能直接

2、用于照明,因此對LED進行二次光學設計是實現(xiàn)輕便摩托車照明的關鍵。本文通過利用聚甲基丙烯酸樹脂(PMMA)為透鏡材料,結合非成像光學的理論,利用ZEMAX光學設計軟件,實現(xiàn)了LED準直照明透鏡的設計和優(yōu)化,并利用光學照明仿真軟件TRACEPRO對其進行光學模擬仿真,分析準直透鏡的可行性。同時根據(jù)輕便摩托車前照燈配光標準(GB19152-2003)的要求,將五個相同的準直透鏡搭配,形成透鏡組,對光能進行重新分配,使其達到GB的光能分配要求

3、。
　　2)由于大功率的LED體積比較小,相對單位體積散熱高,幾乎80％的能量以熱量的形式散發(fā)。如果不經(jīng)過設計就直接使用LED,可能造成LED使用壽命的降低,甚至被燒壞。因此,在對準直透鏡的封裝結構進行設計的基礎上,本文進行了LED的散熱設計,通過使用合理的翅片散熱結構,加速LED光源所產(chǎn)生的熱量散失。通過利用ANSYS有限元仿真軟件對散熱翅片進行仿真分析,得到散熱結構的參數(shù),并結合試驗驗證,使LED在允許的環(huán)境條件下,能夠正常的

4、工作。
　　3)LED的驅(qū)動電路的性能直接關系到LED的壽命,也影響到整個照明系統(tǒng)的性能。因此,本文根據(jù)輕便摩托車前照燈的實際需求,設計了低壓高效的LED的驅(qū)動電路,使整個照明系統(tǒng)能夠正常的工作,封裝處理后完成整個系統(tǒng)的標準測試。
　　總之,本文在準直透鏡的設計優(yōu)化上,利用了光學設計軟件ZEMAX,同時結合非自由曲面,極大的提高了LED光能的利用率,實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的要求。最后通過GB試驗方法的驗證,確定照明系統(tǒng)能夠達到國家規(guī)