LED 技术进步在车辆显示与照明方面的应用(08-100)

　　这意味着大功率 LED 不能设计为没有散热功能的独立工作型。表面贴装 LED 通常贴装在电路板上，每个阴极和阳极都有一个或多个连接。电路板上的电介质通常导热性较差。

　　图4 典型 AlInGaP LED 的光强随结温的变化

　　对于小功率 (<0.25W) LED，电气引线还具有导热这一额外用途。在此类 LED 中，当工作负荷循环较低时，贴在 PCB 上的金属铜便可提供所需的所有散热性能，特别是达到甚至超过了厂商推荐的焊盘尺寸时。

　　对于大功率 LED，供应商通常在封装底面直接安装一个散热垫，这样便可将散热垫连接到外部散热器。2-watt OSRAM Golden DRAGON LED 就具有一个散热垫(图 5)，它可连接到外部散热器，最大限度提高导热性能。

　　图 5 欧司郎光电半导体的 Golden DRAGON LED 透视图和截面图，显示了散热垫

　　增加散热器的策略：为大功率 LED (<5W) 增加散热器的最常见方法是使用金属芯 PCB。

　　Golden DRAGON 的另一个散热示例是在PCB 上安装诸如 FR4 或柔性聚酰亚胺材料膜，这些膜与铝片连接。测试显示，通过用铜铆钉将散热垫与铝片连接，可实现的耐热等级 (0.6 K/W) 比没有铜铆钉 (9.5 K/W) 更好(图 6)。

　　图6 安装在柔性电路板和与铝散热垫连接的 Golden Dragon LED 的热剖面比较

　　这种方法比金属芯 PCB 成本更低，而且散热效率几乎相同;特别适合需要多个 LED 的用途，如 BMW 6 系的尾灯组件(图 7)。在连接有铝片的柔性电路板上安装 LED 的这种方法使得 3D 尾灯组件成为可能，这为汽车带来了非常突出的造型特点。另一方面，金属芯 PCB 通常在支持 3D 几何形状方面受到限制。

　　图7 BMW 6系尾灯组件

　　光学设计：LED 汽车大灯是一种具有严格规定的应用，它即要为驾驶者的视野提供足够的照明，同时又让对面汽车的驾驶者不感到晃眼。OSTAR 所开发大灯的 LED 模块采用 ThinGaN LED 技术。每个 OSTAR 模块具有 5个 1-mm ThinGaN 晶片，在 700 ma 下能发出总量大于 600 流明的光亮(图 8)。

　　在 GM Escalade Platinum(图 10)中，每个近光大灯使用了 5 个 OSTAR 模块，每个远光大灯使用了 2 个。

　　每个 OSTAR 模块还使用了特殊设计的玻璃投影透镜，因为白光 LED 所产生的能量足以使大多数透明塑料透镜材料退化(褐变)。

　　还使用了冷却风扇来防止大灯组件内热量升高，因为普通的对流不足以应付。 [1]

　　近光大灯的 5 个模块用于提供必要的弥散效果、颜色和亮度均匀性(图 9)。

　　图8 OSTAR大灯LED模块(左)以及所搭配的玻璃投影透镜(右)

　　图9 HID与LED发光的比较

　　图10 装有全LED大灯的Cadillac Escalade Platinum