【应用】密封环境下的汽车LED大灯如何散热？

时间： 2019-09-03 来源：世强作者：Raymond

技术问答

众所周知，半导体材料在工作时受环境温度影响较大，特别是在材料工作的高温环境下。随着汽车市场的蓬勃发展，汽车LED大灯也逐渐替换卤素灯泡，成为新一代汽车的基本装备。从日间行车灯到近光灯、甚至远光灯，LED大灯已经无处不在。

图1：常见的汽车LED大灯如下图

假设其中某一款的规格大致为：输入电压12/24V，功率35/45W，LM为2600-3600。为满足此规格，LED也必须采用大功率的产品。大功率LED的光电转换效率很低，工作过程中只有10%～25%的电能转换成光能，其余的几乎都转换成热能。另外，汽车前大灯一般都安装在炙热的发动机舱内，高温水箱、引擎、排气系统所产生的热将LED前大灯置于严酷的工作环境中。LED的光输出会因为自身的热或来自发动机舱的高温而影响本身PN结温稳定，LED光通量ФV和波长等重要参数受到PN结温的直接影响，这种不良的温度循环将导致发光效率和寿命急剧下降。因此散热成为LED作为汽车大灯光源设计的重要课题。

图2：汽车LED大灯的结构解剖图

图2中黄色的部分为大功率LED器件。从上图可以看出，大功率LED需要焊装到电路板上，然后紧紧固定在散热器上来进行散热。LED工作时所产生的热量通过传导方式经由电路板被传导到热传导率较好的铝质散热器上。铝质散热器的翼片与空气大面积接触将热散发开来。相关的热传导示意图如下。

热传导示意图

图3：热传导示意图

为了有效地减小散热器和电路板之间的热阻，其间填充了导热介质。但电路板本身的导热系数，往往制约着整个系统的散热能力。传统的LED安装电路板是FR4材料，又称为环氧玻璃布层压板，其导热系数约为0.25～0.4W/M.K。正是由于其导热系数较低，大功率LED的热量无法有效的传递到外部的散热器上。针对这种要求，ROGERS推出了92ML板材，该板材采用环氧树脂填充陶瓷，导热系数（Z轴）为2.0 W/m-K，是普通的FR-4材料的6-8倍。FR4和92ML板材的特性比较如下图。

为更加真实的展示92ML板材相对于FR4板材的良好导热特性，我们进行了相关的实验。
实验条件为：在92ML和FR4PCB板上焊接专用的片式发热电阻，在电阻的两端增加固定的恒流源，使其发热，一个小时后，用红外测温仪测试并记录其温度。

由上图可见，在外部环境相同的条件下，92ML系列板材和FR4板材相比，其顶面（Top）的温度可以降低约30℃，其底面（Bottom）的温度可以降低约37℃。

综上可知，92ML系列板材可以有效地降低汽车前大灯LED的结点温度，从而使LED的使用寿命和发光效率大大增加，特别适合在稳定性要求高、环境温度更加苛刻、密封的环境下使用。

Rogers arlon 92ML Laminate and Prepreg加工指南详情>>>

Rogers 92ML StaCool层压板数据手册详情>>>

Rogers 92ML高导热型覆铜层压板数据手册详情>>>

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（0）

暂无评论

【应用】导热系数达到2 W/M•K的92ml板材为水泵控制器降温

Rogers 92ML系列板材和FR4板材相比，其顶面（Top）的温度可以降低约30℃，其底面（Bottom）的温度可以降低约37℃

新应用发布时间 : 2019-09-05

【应用】替代传统的FR-4覆铜板和半固化片的热增强线路板材料在多层印制线路设计

本文介绍了功率电子的发展趋势及热增强型线路板材料的设计优势，以及如何选择合适的热增强型材料。

新应用发布时间 : 2017-11-13

【应用】导热性佳的92ML导热板材，助力电梯门机电路系统散热

电梯门机电路系统因大功率空间小而面临着散热难题，与普通板材相比，罗杰斯推出的92ML板材材质更硬，导热性能更佳，为大功率散热设计提供了行之有效的解决方案。

新应用发布时间 : 2019-09-03

【技术大神】如何理解覆铜板的几个重要参数：Tg、Td、T300

Rogers 92ML是在阻燃环氧树脂体系中，添加了高导热陶瓷填料，具备电子级玻纤布做支撑材的覆铜板产品。

技术探讨发布时间 : 2017-08-22

【选型】比传统FR-4材料高6-8倍导热系数的92ML板材，助力解决高端通信电源、工业电源的散热问题

传统的电源电路板是FR4材料，又称为环氧玻璃布层压板，其导热系数约为0.25～0.4W/M.K。ROGERS推出了92ML板材，该板材采用环氧树脂填充陶瓷，导热系数（Z轴）为2.0 W/m-K，是普通的FR-4材料的6-8倍。以有效降低高端通信电源/工业电源中大功率器件的结点温度，从而使器件的使用寿命大大增加，特别适合在稳定性要求高、环境温度更加苛刻、密封的环境下使用。

原厂动态发布时间 : 2016-10-12

如何解决吸尘器“心脏”的发热难题？

吸尘器已经越来越普遍，但是每次使用的时候都会产生散热不良的现象，Rogers 92ML系列板材具有很高的热传导性，能够有效的帮助吸尘器散热。

技术探讨发布时间 : 2019-09-05

Rogers（罗杰斯） 92ML高导热型覆铜层压板数据手册

型号- 92ML0488-50K042,92MLSC A 24X18 H1/059AL2 0030+-0007/DI,92ML 104/88 12X18,92G0400CWWAKP42,92ML A 24X18 H2/H2 0600+-005/DI,92ML SC B 24X18 H3/059AL2 0.006+-0. 001,92G0080CWWAKP42,92ML PREPREG 104/88 12.00X18.00,92ML A 24X18 HL/HL 0400+-004/DI,92ML A 24X18 H2/H2 0200+-0025/DI,92G0600CWWAWP42,92ML,92ML(TM),92ML 104/83 24X18,92G0080CTTAKP42,92G0600CTTAKP42,92MLSC A 24X18 H2/059AL2 0030+-0007/DI,92G0080CWAKP42,92MLHF 0104 RC:88% 24.00X18.00,92ML 1080/85 24X18,92ML PREPREG 104/88 24. 00X18. 00,92G0600CWWAKP42,92MLSC B 24X18 H4/059AL2 0060+-001/DI,92ML0488-50K098,92G0040CVVAKP42,92G0400CTTAKP42

数据手册 - ROGERS - 2016年01月26日 PDF 英文下载

Rogers（罗杰斯） arlon 92ML Laminate and Prepreg加工指南

型号- 92ML0488-50K042,92MLSC A 24X18 H1/059AL2 0030+-0007/DI,92ML 104/88 12X18,92G0400CWWAKP42,92ML A 24X18 H2/H2 0600+-005/DI,92ML SC B 24X18 H3/059AL2 0.006+-0. 001,92G0080CWWAKP42,92ML PREPREG 104/88 12.00X18.00,92ML A 24X18 HL/HL 0400+-004/DI,92ML A 24X18 H2/H2 0200+-0025/DI,92G0600CWWAWP42,92ML,92ML 104/83 24X18,92G0080CTTAKP42,92G0600CTTAKP42,92MLSC A 24X18 H2/059AL2 0030+-0007/DI,92G0080CWAKP42,92MLHF 0104 RC:88% 24.00X18.00,92ML 1080/85 24X18,92ML PREPREG 104/88 24. 00X18. 00,92G0600CWWAKP42,92MLSC B 24X18 H4/059AL2 0060+-001/DI,92ML0488-50K098,92G0040CVVAKP42,92G0400CTTAKP42

用户指南 - ROGERS - 2016年05月23日 PDF 英文下载

Rogers（罗杰斯） RO4450B,RO4450F半固化片的加工指南（英文）

型号- RO4450F碳氢化合物陶瓷半固化片,RO4450B碳氢化合物陶瓷半固化片,4450F BOND PLY 24X18 UNPUNCHED SHEET,4450F BOND PLY 24X20 UNPUNCHED SHEET,4450B BOND PLY 14X24 UNPUNCHED SHEET,4450B BOND PLY 24X20 UNPUNCHED SHEET

用户指南 - ROGERS - 2016年07月19日 PDF 英文下载

TC350/TC600 CTI测试报告（ECL01H027745001）

型号- TC350,TC600L03055C001,TC350L06011C002,TC350 (3.50) 24X18 HH/HH 0.020+-0.0015,TC350L03011C001,TC600L02511C002,TC350L04011C002,TC600,TC350L02011C001,TC600L02555C001,TC

测试报告 - ROGERS - 2015年05月05日 PDF 英文下载

Rogers（罗杰斯）适合大功率及高耐压要求的高导热材料

型号- 92ML0488-50K042,92MLSC A 24X18 H1/059AL2 0030+-0007/DI,92ML 104/88 12X18,92G0400CWWAKP42,92ML A 24X18 H2/H2 0600+-005/DI,92ML SC B 24X18 H3/059AL2 0.006+-0. 001,92G0080CWWAKP42,92ML PREPREG 104/88 12.00X18.00,92ML A 24X18 HL/HL 0400+-004/DI,92ML A 24X18 H2/H2 0200+-0025/DI,92G0600CWWAWP42,92ML,92ML 104/83 24X18,92G0080CTTAKP42,92G0600CTTAKP42,92MLSC A 24X18 H2/059AL2 0030+-0007/DI,92G0080CWAKP42,92MLHF 0104 RC:88% 24.00X18.00,92ML 1080/85 24X18,92ML PREPREG 104/88 24. 00X18. 00,92G0600CWWAKP42,92MLSC B 24X18 H4/059AL2 0060+-001/DI,92ML0488-50K098,92G0040CVVAKP42,92G0400CTTAKP42

商品及供应商介绍 - ROGERS - 2016年08月18日 PDF 中文下载