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技術(shù)穩(wěn)定的LED將會(huì)淘汰氙氣大燈并保留鹵素?zé)艄?/h1>

2023-01-18 14:35:39 作者:蔡金盛
汽車大燈使用的光源有三種。根據(jù)制作成本和實(shí)際視覺效果(由低到高),排名標(biāo)準(zhǔn)如下。

鹵素氙燈一般認(rèn)為最先進(jìn)的發(fā)光二極管(led)總是制造成本最高的類型,其實(shí)不然。氙燈組裝的成本其實(shí)要高很多,因?yàn)闊襞輧?nèi)部稀有氣體氙氣的含量非常高;空氣中有六種惰性稀有氣體,即"氦氖氬氪氙氡",其含量低到幾乎可以忽略不計(jì)。

氙氣廣泛用于電子光源的制造,也可以作為深度麻醉劑使用。所以這種氣的成本其實(shí)可以高達(dá)每方幾十萬,價(jià)格低的時(shí)候好像每方不到十萬。而且氙燈的溫度很高,對燈管的耐熱性和組件的散熱要求也很高。但是最大的問題是鎮(zhèn)流器的存在,氙燈的工作原理很有意思。

【穩(wěn)壓器】本質(zhì)上是升壓器,汽車原廠電池和發(fā)電機(jī)只能提供最高14.5V左右的電壓;然而,氙燈需要大約23000V的高電壓來進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),即激發(fā)氙電子在應(yīng)時(shí)晶體管中離解并產(chǎn)生光。所以必須通過鎮(zhèn)流器來提高電壓,高質(zhì)量的鎮(zhèn)流器成本也很高。

但是氙燈的亮度很高,因?yàn)殡姽廪D(zhuǎn)換效率比鹵素大燈高很多;這個(gè)轉(zhuǎn)換效率的概念,其實(shí)就是電能浪費(fèi)比例的差別。沒有轉(zhuǎn)化為光的能量會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能。鹵素?zé)舻陌l(fā)熱量高達(dá)300以上,優(yōu)秀的氙燈可以更低。那么為什么氙燈被淘汰了,鹵素?zé)魠s能保留下來呢?

鹵素?zé)舻膬?yōu)缺點(diǎn)鹵素?zé)舻谋举|(zhì)是白熾燈的升級(jí)。鹵素氣體,如碘或溴在燈泡中,這就是所謂的鹵素?zé)簟_@些物質(zhì)的成本并不高,對燈泡的材質(zhì)也沒有特別的要求。發(fā)光的原理是通電加熱鎢絲(燈絲)。在高溫環(huán)境下,鎢原子生化出現(xiàn),鹵素氣體與之反應(yīng)生成鹵化鎢。

這個(gè)過程會(huì)產(chǎn)生光和熱能,鹵化鎢的溫度可高達(dá)800(攝氏度)左右;但在解離過程中,它會(huì)移動(dòng)到鎢絲上,加熱后分解并通過吸收燈絲的熱能來冷卻。這是鹵素大燈的照明原理,技術(shù)可以說已經(jīng)落后了。例如,這種燈泡很少用于家庭照明。好像只有部分浴霸還在用這種大功率燈泡取暖。(功率一般2000瓦)

要點(diǎn):鹵素?zé)舻墓馐桥S色的,不同顏色的光波長不同,穿透力差別很大。即使不是光源,也能通過不同的顏色給出不同的警示效果。例如,消防車總是涂成紅色,救援車涂成黃色。這兩種顏色容易刺激視覺系統(tǒng),被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

所以汽車的尾燈會(huì)是紅色的,但是前霧燈會(huì)是帶黃色光的鹵素?zé)?。為什么?其?shí)原因很簡單。說白了就是為了美。紅色霧燈通過外殼改變光色。如果前霧燈也用紅色外殼,關(guān)燈后看起來會(huì)很怪異。當(dāng)然,用黃色是不合適的,所以剩下的唯一選擇就是帶黃光的鹵素?zé)簟?p>【霧燈】最適合鹵素?zé)?,但是LED燈也可以做到黃色,可以通過磷化硅發(fā)出黃光。似乎沒有絕對的理由繼續(xù)使用霧燈。如果一定要找出原因,答案只能是鹵素?zé)舻闹圃斐杀颈萳ed低。

所以,即使是一些主光源(遠(yuǎn)近光)的車輛也使用鹵素?zé)簦@些車輛大多是低價(jià)入門級(jí)車??紤]到五個(gè)總成的制造成本,使用這種燈泡是可以理解的。而一般8萬元以上的國產(chǎn)車,15萬元左右的合資車,絕不會(huì)使用鹵素?zé)糇鳛橹饕庠?。組合方式多為霧燈鹵素和fa

LED發(fā)光二極管的優(yōu)缺點(diǎn)——LED定義為發(fā)光二極管,是一種由半導(dǎo)體材料制成的燈。主要成分包括磷、鎵、砷、氮等元素組成的化合物,通過電流中自由電子和空穴的復(fù)合轉(zhuǎn)化為能量。其中,光能會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鹵素?zé)艉碗療?。三個(gè)燈的區(qū)別大致如下。

鹵素?zé)?%氙燈10%LED40%轉(zhuǎn)換效率的差異等于一開始亮度的差異。同樣的耗電量,光的亮度會(huì)相差很多倍,所以說LED大燈更亮。在亮度要求相同的前提下,LED的功耗比氙燈低很多。

關(guān)鍵是這種光的光波長在380-780納米范圍內(nèi),基本是可見光;而且由于發(fā)熱量低和材料的特殊性,這種燈的使用壽命可以接近10萬小時(shí)。一般鹵素?zé)舳际撬奈粩?shù),氙燈低很多倍。

核心優(yōu)勢:

1.LED燈開啟達(dá)到最大亮度基本沒有延遲,因?yàn)殡娏髯饔迷趶?fù)合材料上的反應(yīng)速度極快。但是氙氣大燈的亮度取決于溫度的變化。如果啟動(dòng)瞬間溫度不夠高,氙電子電離的強(qiáng)度不高,那么亮度總是要等2~3秒才能達(dá)到最高標(biāo)準(zhǔn)。

所以,如果以氙燈為主要光源,只有遠(yuǎn)光燈和近光燈一體的大燈適合使用;否則,遠(yuǎn)光燈切換時(shí),亮度過低,無法起到有效的警示作用。

2.LED燈的工作原理很簡單,電光轉(zhuǎn)換效率也很高,所以使用壽命會(huì)足夠長;同時(shí)對散熱的要求當(dāng)然也會(huì)更低,溫度標(biāo)準(zhǔn)基本在80-100范圍內(nèi)。那這就是為什么LED頭燈可以塞進(jìn)許多燈珠的原因。如果是同密度的鹵素?zé)艋蛘唠療?,幾百攝氏度的高溫會(huì)讓大燈變成加熱器。

使用鹵素大燈的汽車,可以改裝成LED或氙氣燈,但不能增加燈泡的瓦數(shù);否則過多的熱能會(huì)烘烤燈罩,線束會(huì)因高溫加速絕緣層老化甚至剝落。一旦短路,車輛會(huì)有自燃的危險(xiǎn)。

3.制造成本低是LED燈的主要優(yōu)勢。原因無需贅述,可以簡單概括如下。

不需要高標(biāo)準(zhǔn)散熱,不需要高耐熱材料,形狀可以多變。其實(shí)量產(chǎn)的LED燈成本并不比鹵素?zé)舾叨嗌伲脖入療舻秃芏?。至少,不需要一個(gè)鎮(zhèn)流器。但是為什么用這種大燈的車企那么少?主要是改LED大燈改動(dòng)太多,最大的問題是設(shè)計(jì)需要改。

大燈是汽車的眼睛,一對有神的大燈會(huì)讓汽車看起來充滿活力;然而,LED大燈的特點(diǎn)是平面區(qū)域。因?yàn)闊糁楹顽R片都很小,這種設(shè)計(jì)風(fēng)格并不適合所有的車,所以很多豪華高檔車還在用氙氣大燈。

同時(shí),LED燈的制造成本雖然不高,但作為大燈的光源,卻不低。因?yàn)檫h(yuǎn)近光可能不止一個(gè)燈珠,所以遠(yuǎn)光燈必須是透明的,這個(gè)成本需要計(jì)算。同時(shí),在一些車輛中,為了設(shè)計(jì)美觀,會(huì)將霧燈集成到大燈中,過多燈珠的集成會(huì)增加散熱成本的投入。單次產(chǎn)熱量低,但可以我拿不了多少燈珠。

綜合計(jì)算后的LED大燈成本依然不低,重新設(shè)計(jì)的成本只會(huì)更高;所以鹵素大燈還是會(huì)有很好的市場,但是以后更多的是作為霧燈光源。至于高成本的氙燈,在普通交通工具中基本已經(jīng)被淘汰,代替了步行。面對可以降低成本的LED,設(shè)計(jì)美可以打折扣。

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