LED汽车前照灯的设计与仿真研究_精品文档.pdf

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广东工业大学硕士学位论文LED汽车前照灯的设计与仿真研究姓名：

聂蓉申请学位级别：

硕士专业：

测试计量技术及仪器指导教师：

陈益民20100501摘要摘要LED（LightEmittingDiode，发光二极管）光源具有寿命长、体积小、抗震、节能环保等优越性能，已经广泛应用于汽车照明领域，如车内仪表背光源、车内照明灯以及车外信号灯等。

随着半导体照明产业的不断发展，LED光源正逐步向汽车大灯、尾灯等产品过渡，呈现出由内向外、由后向前的发展趋势。

2009年第1000万辆汽车的诞生标志着我国已经进入世界汽车生产大国的行列，LED在汽车照明系统的潜在市场份额巨大，其中又以提供夜间照明的车外用前照灯最具发展前景。

LED作为车用光源有几大优势：

1、LED光源在光学设计上拥有相当大的灵活性，能够轻松地适应不断变化的汽车风格设计；2、目前LED的发光效率已经能够达到HID（HighIntensityDischarge，高强度气体放电灯）的标准，将其应用于汽车照明领域指日可待；3、LED的发光色谱接近日光，利用它作为车用光源可以提高行车安全。

因此LED很有可能取代传统的车用光源而成为车灯市场的主流。

作为汽车照明的一项关键技术，LED汽车前照灯仍然有很多难题需要攻克，配光设计就是一个具有挑战性的研究课题，LED不同于传统汽车光源的光学特性，使得传统光源的光学设计也不再适合LED光源。

本文着重研究了LED作为汽车前照灯光源的配光设计，其主要的设计思想是：

无需配光透镜，挡光板及复杂的计算程序，利用抛物面发射器与LED并结合两者的偏移与旋转来分析光分布。

其中车灯光通量的大小由所选LED的流明数来决定，车灯标准要求的光照度由LED光源和抛物曲面反射器和共同作用而实现。

抛物曲面反射器模型由CATIA软件来建立，通过光学软件Tracepro反复调用不同的模型来追迹光线得到最后的配光效果。

利用传统光源的配光设计简单，但是能量损失率高、配光效果不好，现有的LED前照灯设计虽然能获得很好的配光效果，但是设计过程要牵涉到复杂的计算程序、设计周期长，能量利用率低下也是目前LED前照灯配光设计不足所在。

本文综合了传统设计和现有设计的优点，设计的主要目标有：

l、配光效果尽可能好；2、配光过程中能量损失率尽可能低；3、设计尽量简化、周期尽可能短；4、材料尽可能省。

关键词：

LED汽车前照灯；抛物面反射器；配光设计；照度ABSTRACTABSTRACTLED（LightEmittingDiode）hasitssuperiorperformancesoflonglife，smallvolume，anti-quake，saveenergy,environmentalprotection,andhasbeenwidelyappliedinautomobilelightingdomain,suchasinnerinstrumentbacklightsource，innerlightingaswellasvehicleoutsidesignallightandSOonAstheunceasingdevelopmentofsemiconductorlightingindustry,LEDlightsourceisintransitiontothesourceofLEDheadlamp，taillamp，andithasbeenpresentingdevelopmenttrendgraduallyfrominsidetooutside，frombackwardtoforwardIn2009the10，000，000thautomobileSbirthsymbolizesthatOurcountryalreadyenteredtherankofautomobileproductionpowerworld，LEDSpotentialmarketshareishugeintheautomobilelightingsystem，andtheexternalautomobileheadlampwhichprovidesnightlightingismosttohavetheprospectsfordevelopmentLEDhasseveralbigadvantagesasautomobileSOurCe；1st，LEDhasconsiderableflexibilityintheopticaldesign，Caneasilyadapttochangingdemandofautomobilestyledesign；2nd，LEDluminousefficiencyhasalreadyuptothescratchofHID，appliesitintheautomobileilluminationdomainisjustroundthecomer；3rd，LEDlightemittingchromatogramisclosetothesunlight，useLEDtobevehiclelightsourcecanenhancethetrafficsafetyThereforeLEDismostlikelytoreplacethetraditionalsourceto，becomethemainstreamofheadlightmarketAsakeytechnologyofautomobilelighting，theLEDautomobileheadlampstillhasmanydifficultproblemstoattackandcapture，LEDlightdistributionisachallengingresearchsubject，LEDSopticalcharacteristicisdifferentfromthetraditionalautomobilelightSOurCe，causedthetraditionalopticaldesignalsonolongertosuittheLEDlightsourceLightdistributiondesignofautomobileheadlampbasedonLEDsourceismainlyresearchedinthisthesis，themaindesignconceptis：

Lightdistributionlens、glareshieldandcomplexcomputationalprocedurewerenotrequiredinthisdesignprocess，lightdistributionwasanalyzedbyusingparabolicreflectorandLEDcombined、析tllbothII广东工业大学硕士学位论文displacementandrevolvingThefluxofautomobilelampisdecidedbytheLEDSlumenvalue，theilluminationneededbythelampstandardiscometruebytheinteractionbetweenLEDsourcesandparabolicreflectorsParabolicreflectormodelisestablishedbytheCATIAsoftware，invokingdifferentmodelsthroughTraceprototraceraysrepeatedlytoobtainthefinallightdistributioneffectThelig