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卤素灯、氙气灯、LED灯与激光灯介绍【优缺点分析】

2016-01-11 09:56
黯影冰风
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  年轻化的购车人群造就了现代汽车的设计理念变革,车灯作为汽车之眼更成为了一辆上市车的卖点。我们针对市场四款大灯:卤素灯,氙气灯,LED灯与激光灯做一个详细的介绍与分析。绝对吐血整理,值得收藏哦!

  一、卤素灯

  伟大的发明家爱迪生先生经过数以千次的尝试,终于找到了一种材料—钨丝,通上电,便可以发光发亮,这便是白炽灯的原型。但是白炽灯有个致命缺陷就是,钨丝虽然通电就亮,但亮度会受到钨丝熔点的限制,而且高温下钨丝会挥发,凝结在外壳上,导致灯泡发乌,影响寿命,显然这个白炽灯不能直接用到汽车上来,所以人们就在白炽灯里充入卤族元素气体(一般为碘或溴),在密闭的灯泡内卤族元素在灯丝上挥发、化合、置换又沉积,这种类似于水循环的化学反应,可以有效提高钨丝熔点和寿命,在相同功率下,卤素灯的亮度能够达到白炽灯的1.5倍,寿命也是它的2~3倍,这就是卤素灯了。

  自1959年发明卤素灯以来,欧洲便将其用作汽车前照灯光源,50多年后的今天卤素灯之所以还能普及在汽车上是因为其拥有简单的做工、低廉的成本和优秀的显色性的优点。但它使用寿命短、发光率低的缺陷却一直没有改进。

  二、氙气灯

  氙气灯缩写为HID,是指高压气体放电灯。氙气灯是重金属灯,通过在抗紫外线水晶石英玻璃管内填充多种化学气体,如氙气灯惰性气体,然后再透过增压器将车载12伏电源瞬间增至23000伏,在高电压下,氙气会被电离并在电源两极之间产生光源。虽然氙灯的发光电弧与卤素灯的钨丝长度直径基本一样,但发光效率和亮度提高了2倍。由于不用灯丝,没有了传统灯易脆断的缺陷,寿命也提高了4倍。小小大灯能够达到2万多伏的电压,小伙伴们是不是惊呆了!原理就是这个原理,其实在生活中除了汽车上有这样的装置,街头的电焊也是这个原理,那刺眼的白光就是氙气。

  氙气灯和卤素灯相比有什么优点?

  1、一般的55W卤素灯只能产生1000流明的光,但35W氙气灯能产生3200流明的强光,亮度提升300%,拥有超长及超广角的宽广视野,为你带来前所未有的驾车舒适感;使驾驶员的视野更清晰,大大减少行车事故发生机率。

  2、HID氙气灯是利用电子激发气体发光,并无钨丝存在,因此寿命较长,约为3000小时,大幅度超越汽车夜间行驶的总时数。而卤素灯只有500小时。

  3、节电性强:氙气灯只有35W,而发出的是55W卤素灯3.5倍以上的光,大减轻汽车电力系统的负荷,电力损耗节省40%,相应提高了车辆性能,节约能源。

  4、色温性好:有4300K-12000K等,6000K接近日光,深受广大用户的好评,而卤素灯只有3000K,光色暗淡发红。

  5、恒定输出,安全可靠:当汽车的供电系统和电池出现故障,镇流器自动关闭停止工作。

  氙气灯那么好,那么它就没有缺点吗?

  毫无疑问任何一件新技术都是有缺点的,氙气灯的缺点就是它高昂的价格和比较长的启动时间,点亮大灯后需要三四秒才能达到额定亮度,此时想用远光灯提醒一下来车或前车,这几秒的延迟就不靠谱了,所以很多车子近光用氙气,远光还是沿用卤素灯。

  透镜的好坏直接影响着大灯的照射效果,市场上优秀的透镜品牌一般为海拉、市光、博士、法雷奥等,现在有很多人把一些国产牌子的透镜充当进口透镜。比如海迪充当海拉。粗制滥造的透镜会导致光型混乱,近光灯范围不合适,变光效果不明显等缺陷。要知道,据统计,夜晚或自然光线不足的情况下发生的交通事故占总事故的25% ,并且50% 的伤亡事故发生在夜间。可见大灯的选装要把安全放在第一位。色温还有一个特点是低色温的光线会覆盖高色温的光线,比如在色温为2000k的路灯边开氙灯,其照明效果将大打折扣。

  三、 LED灯

  LED头灯有个特通俗的名字:发光二极管。是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体, 在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。原理过于复杂,但现在越来越多的豪华品牌开始用LED做头灯光源,在倡导节能环保的大环境里,LED的推广总有种大势所趋的意思。

  1988年Nissan在280Z 汽车上首次使用STANLEY生产的72只红色高亮度LED作为汽车高位制动灯。从此,LED正式进入汽车照明市场。二十一世纪是LED发展突飞猛进的黄金时代,它逐渐代替了车内照明灯普遍所用的白炽灯与卤素灯。另外,LED可靠性强、使用寿命长、色纯度高、响应速度快、体积小便于设计等优点得以突显,在汽车外部照明方面也得到越来越普遍的应用。

  2007 年,丰田汽车推出了Lexus 顶级混合动力车“LS600h”和“LS600hL”,成为全球首次配备使用全白光Nichia LED 前照灯的量产车。时至今日,第二代奔驰CLS与奥迪A8均已采用全LED灯组。

  最近几年,LED 车灯被广泛应用于转向信号灯、制动灯、位置灯、倒车灯、雾灯、牌照灯等灯具上,已经成为汽车潮流的新宠。

  LED灯的使用寿命为几万甚至十几万小时,比钨丝灯节能一半以上,在开启LED时无需热启动,亮灯反应迅速,相比于前两种灯,LED灯体积小,造型多样化。看似完美的LED灯由于技术不成熟导致其至今还未普及,此种曲高和寡的现象可以在以下几点优缺点中看出:

  LED头灯的优点:

  1、节能环保:LED灯的能耗为卤素灯的1/20;

  2、成本低,寿命长:知名厂商的LED灯寿命能够达到100000个小时,也就是说基本上你车开不动了,它还亮着;

  3、亮度高:亮度比卤素灯高很多,用做刹车灯的警示灯毫无压力;

  4、低压安全:LED这种最先用于电子的原件只需要直流电压12V就可点亮,再也不用担心氙气两万多的电压;

  5、瞬间点亮:不再需要氙气灯的“等会再亮”,随点随用;

  6、单个LED体积小:这是设计师们的最爱,可以拼成各种喜欢的样子,灯具厂商最爱;

  LED头灯的缺点:

  1、散热问题,如果散热不佳会大幅缩短寿命,LED的工作温度必须保持在150℃以下的范围,一般建议LED工作温度是在80℃以下。因此,如何通过高效率的散热技术,让LED车灯顺利工作,成为LED车灯设计面临的关键挑战。由于LED近远光灯都有多个LED组成,加之每个灯泡体积过小所以对于LED的散热技术是个考验。

  2、低端LED灯的省电性还是低于节能灯(冷阴极管,CCFL);

  3、初期购买成本较高:尽管LED灯成本在持续下降,但要做到与传统光源不相上下,还需要在质量和产量上逐步提高。目前单个LED的光照强度仍显不足,增加的LED的数目也就无形中增加了成本。此外,LED芯片生产技术难度大、门槛高,养晶过程的温度、湿度、供电及除尘要求十分严格,初期需要投入巨资建厂也是其高成本的一个原因。目前LED 芯片的主要产地为中国台湾,占有LED 市场的47%。中国大陆的LED 厂多为树脂封装加工,芯片需要大量进口,这也在无形中增加了LED大灯的成本。

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