车灯led风扇模型减噪措施研究

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1、车灯LED风扇模型减噪措施研究　　摘要：散热一直是制约LED在车灯领域全面推广的关键技术。采用风扇模型来进行主动散热，对提高LED可靠性具有重要作用。结合当前LED散热风扇模型出现的噪声等问题，对LED散热的风扇模型产生的噪声进行了深入研究，这对后期LED采用主动散热具有一定的指导意义。　　关键词：LED；主动散热；风扇模型；减噪　　中图分类号：TM711文献标识码：A文章编号：1005-2550（2016）06-0044-05　　Abstract：thermaldissipationisalwaysconsideredasthebottle-neck

2、issueforthewidespreadpromotionofLEDtechnologyonvehiclelamps.TheactivecoolingwithfanisalwaysofgreatsignificancetoimprovethefeasibilityofLED.BypresentingandanalyzingthenoisecausedbyfanwhichusedonLEDcooling，itisdeeplyinvestigatedthemeasuresforde-noising.Themeasuresandproposalswillb

3、eofgreatsignificanceforactivecoolingresearchinthefuture.　　KeyWords：LED；Activecooling；Fanmodel；De-noising　　前言8　　在当前神龙公司灯具开发领域，LED（发光二极管）光源的运用正越来越广泛。而对大功率LED运用于前大灯的近远光功能，由于LED模块本身耐热方面的技术瓶颈，目前也只是在个别车型刚开始尝试。　　LED本身是一种直接将电能转化为可见光的器件，它可以直接将电能转化为光能。根据光与功率之间的当量关系，Km=683lm/w，也就是说1W的辐通量在最

4、理想的情况下（黑体辐射）可能产生683lm的光通量，所以，即使LED的光效达到当前预期的200lm/W，也不能将全部的能量转换为光能输出，其余大部分都转化成了热能。从比较权威的数据来看，LED在输入电能后，只有约15%到20%的能量转换为光能，而其余多达80%以上的能量都转化成了热能。因此，从LED的能量转化模式来看，LED灯具的散热问题将是一个长期存在的问题。　　通常，对于小功率的LED（1W以下），其发热问题并不严重，一般采用普通的封装结构和材料即可保证正常使用。从汽车LED光源的失效模式来看，LED光衰导致失效的可能性很大，而这一问题的根本解决，

5、需要从LED的散热方面着手。过高的热量会使LED的结温升高，产品寿命、亮度、稳定性等下降，如果散热解决不好，会导致LED产品迅速老化、失效。因此，LED照明产品广泛推广应用的关键技术之一就是散热技术。LED散热技术中，采用被动散热（如翅片技术、NTC（热敏电阻）电路等）的方式较多，而对于汽车近远光这种大功率的高发热电路，需要借助外界手段来实现有效散热。　　本文从LED的驱动电路板（PCB）的主动散热角度，探索了LED光源采用风扇模型散热时，对风扇的叶片进行优化的可能性，基于此建立了相关模型并完成了相关的分析工作。　　1LED主动散热现状分析8　　车灯L

6、ED主动散热模块中，强制风冷是散热的主要形式，而轴流风扇是电子器件热设计中的关键部件。随着LED电子器件功率和发热量的不断增加，冷却风扇的功率、转速及叶片尺寸也大幅增大，其运转产生的流动损失和气动噪声问题也随之凸显。为了减小流动损失，降低风扇噪声，传统研究主要从叶面造型、改变叶片排列方式入手，尽管取得了相当的成效，但仍然不能很好地解决气流粘性引起的摩擦损失、附面层分离引起的涡流损失及旋涡与分离流引起的损失，对于叶片表面湍流边界层或流动分离形成的尾迹噪声也不能有效控制。因此，针对叶片表面边界层流场开展电子器件冷却风扇的减阻降噪研究，对于减小风扇能耗、改善

7、工作环境具有重要的理论价值和实际意义。　　现有的研究成果中，吉林大学赵要珍对裸扇情况下通过改变叶片夹角来研究叶片不等夹角布置对风扇性能的影响，在综合考虑了风扇流量和噪声的前提下，得出了四叶片夹角的最佳布置为70°110°-70°-110°。但这仅限于裸扇的情况，实际应用时，应考虑周围环境的影响。8　　综合前人的很多研究可以明确，采用叶片圆周上的不等间隔分布，能够降低风扇的旋转噪声，但风扇噪声的总能量没有减少，只是使噪声能量的频谱分布发生了改变，即在叶片通过频率及其谐波频率上，噪声能量有所减少，但在风扇转速整数倍的次谐波频率上，噪声能量有所增加。采用叶片

8、不等间隔分布，是将原来集中在通过频率上的噪声能量分散一部分到次谐波频率上，这样噪声总能量在较宽