LED车灯

现在汽车照明灯巳有白炽灯、卤素灯、氙灯等。除了前大灯外,其它灯具例如小灯、指示灯、厢内照明灯等多是采用白炽灯。但近年也流行LED做指示灯,例如刹车指示灯、转弯指示灯等。为什么兴起用LED代替白炽灯呢?

原来,LED与白炽灯比较有显著的优点。一是寿命长,一般可达几万乃至十万小时。有人认为如果未来的汽车照明灯使用LED,整个汽车使用期限不用更换灯具。二是非常节能,比同等亮度的白炽灯起码节电一半以上。三是光线质量高,基本上无辐射,属于“绿色”光源。四是LED的结构简单,内部支架结构,四周用透明的环氧树脂密封,抗震性能好。五是无须热启动时间,亮灯响应速度快(纳秒级),适用于移动速度快的物体使用。六是适用电压在6-12伏特之间,完全可以应用在汽车上。七是LED占用体积小,设计者可以随意变换灯具模式,令汽车造型多样化。汽车厂商青睐LED,完全是LED本身的优点所决定的。

LED是英文发光二极管(Light Emitting Diode)的缩写,早在20世纪60年代巳经产生。80年代已经普遍用于家用电器产品上,例如音响的音量指示、开关指示等。在90年代,有些新型的国产汽车仪表上也巳采用LED,主要用于充电指示,后来还有显示发动机转速状况的,例如湖北襄樊生产的一种组合仪表上,里程表旁边竖一排LED,当司机踩油门时LED排灯就从下至上依次点亮,当松油门时LED排灯就从上至下依次熄灭,颇醒目好看。90年代中,我国利用LED做高位刹车灯并在汽车上安装,由于LED亮灯快,能及早让尾随后面的汽车司机知道前方车辆的行驶状况,减少汽车追尾碰撞事故的发生。

LED是一种可以自身发光的包含pn结的固体半导体元件。LED的芯片是由p型半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为pn结。当采用砷化镓(红外线)、砷磷化镓(红到黄)、磷化镓(绿)等半导体材料时,在这些半导体材料的pn结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。 当p-n结施加正向电压,电流从LED的阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流大小有关。但是,由于LED的发光功率很小,一般只作指示,不能用作照明。作照明用途,则是近年才出现的新事物。

由于LED发光功率很小,一般是将许多只LED做成阵列式,以小积大的形式作为实用性的指示灯。但是,这样一来成本就会迅速上升。因为一只高品质的LED价格约1.5元左右,几十只集合在一起的价格远远超过白炽灯。由于 LED发光亮度与电流呈正比,输入电流越大,发光亮度越高,因此,提高LED额定电流,提高光输出功率为厂方研究开发的重点。只有提高单只LED发光功率,才就能减少阵列式的LED数目,甚至只用单个LED,以减低成本。目前,照明业界巳研制出单个白色LED,发光效能巳达到15流明/瓦,相当于白炽灯的发光效能。

在2004年北京车展上,法国雷奥公司展示了用四只LED做成的高位刹车灯技术,还有用一个LED来实现所有尾部信号灯功能,包括停车灯、后小灯、转弯指示灯、雾灯和倒车指示灯等。这种LED技术适用于所有尾部灯功能。而在福特汽车展台上,面向今后中国市场的福克斯(Focus)概念车前灯和后灯都采用了LED技术。有人预测,今后几年LED的发光功率和成本这两大瓶颈将得到解决。这样,不但汽车照明,甚至整个照明行业都会发生重大的变革。

车汇通
2004年7月8日