現在汽車(chē)照明燈巳有白熾燈、鹵素燈、氙燈等。除了前大燈外,其它燈具例如小燈、指示燈、廂內照明燈等多是采用白熾燈。但近年也流行LED做指示燈,例如剎車(chē)指示燈、轉彎指示燈等。為什么興起用LED代替白熾燈呢?
原來(lái),LED與白熾燈比較有顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)。一是壽命長(cháng),一般可達幾萬(wàn)乃至十萬(wàn)小時(shí)。有人認為如果未來(lái)的汽車(chē)照明燈使用LED,整個(gè)汽車(chē)使用期限不用更換燈具。二是非常節能,比同等亮度的白熾燈起碼節電一半以上。三是光線(xiàn)質(zhì)量高,基本上無(wú)輻射,屬于“綠色”光源。四是LED的結構簡(jiǎn)單,內部支架結構,四周用透明的環(huán)氧樹(shù)脂密封,抗震性能好。五是無(wú)須熱啟動(dòng)時(shí)間,亮燈響應速度快(納秒級),適用于移動(dòng)速度快的物體使用。六是適用電壓在6-12伏特之間,完全可以應用在汽車(chē)上。七是LED占用體積小,設計者可以隨意變換燈具模式,令汽車(chē)造型多樣化。汽車(chē)廠(chǎng)商青睞LED,完全是LED本身的優(yōu)點(diǎn)所決定的。
LED是英文發(fā)光二極管(Light Emitting Diode)的縮寫(xiě),早在20世紀60年代巳經(jīng)產(chǎn)生。80年代已經(jīng)普遍用于家用電器產(chǎn)品上,例如音響的音量指示、開(kāi)關(guān)指示等。在90年代,有些新型的國產(chǎn)汽車(chē)儀表上也巳采用LED,主要用于充電指示,后來(lái)還有顯示發(fā)動(dòng)機轉速狀況的,例如湖北襄樊生產(chǎn)的一種組合儀表上,里程表旁邊豎一排LED,當司機踩油門(mén)時(shí)LED排燈就從下至上依次點(diǎn)亮,當松油門(mén)時(shí)LED排燈就從上至下依次熄滅,頗醒目好看。90年代中,我國利用LED做高位剎車(chē)燈并在汽車(chē)上安裝,由于LED亮燈快,能及早讓尾隨后面的汽車(chē)司機知道前方車(chē)輛的行駛狀況,減少汽車(chē)追尾碰撞事故的發(fā)生。
LED是一種可以自身發(fā)光的包含pn結的固體半導體元件。LED的芯片是由p型半導體和n型半導體組成的晶片,在p型半導體和n型半導體之間有一個(gè)過(guò)渡層,稱(chēng)為pn結。當采用砷化鎵(紅外線(xiàn))、砷磷化鎵(紅到黃)、磷化鎵(綠)等半導體材料時(shí),在這些半導體材料的pn結中,注入的少數載流子與多數載流子復合時(shí)會(huì )把多余的能量以光的形式釋放出來(lái),從而把電能直接轉換為光能。 當p-n結施加正向電壓,電流從LED的陽(yáng)極流向陰極時(shí),半導體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線(xiàn),光的強弱與電流大小有關(guān)。但是,由于LED的發(fā)光功率很小,一般只作指示,不能用作照明。作照明用途,則是近年才出現的新事物。
由于LED發(fā)光功率很小,一般是將許多只LED做成陣列式,以小積大的形式作為實(shí)用性的指示燈。但是,這樣一來(lái)成本就會(huì )迅速上升。因為一只高品質(zhì)的LED價(jià)格約1.5元左右,幾十只集合在一起的價(jià)格遠遠超過(guò)白熾燈。由于 LED發(fā)光亮度與電流呈正比,輸入電流越大,發(fā)光亮度越高,因此,提高LED額定電流,提高光輸出功率為廠(chǎng)方研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。只有提高單只LED發(fā)光功率,才就能減少陣列式的LED數目,甚至只用單個(gè)LED,以減低成本。目前,照明業(yè)界巳研制出單個(gè)白色LED,發(fā)光效能巳達到15流明/瓦,相當于白熾燈的發(fā)光效能。
在2004年北京車(chē)展上,法國雷奧公司展示了用四只LED做成的高位剎車(chē)燈技術(shù),還有用一個(gè)LED來(lái)實(shí)現所有尾部信號燈功能,包括停車(chē)燈、后小燈、轉彎指示燈、霧燈和倒車(chē)指示燈等。這種LED技術(shù)適用于所有尾部燈功能。而在福特汽車(chē)展臺上,面向今后中國市場(chǎng)的??怂梗‵ocus)概念車(chē)前燈和后燈都采用了LED技術(shù)。有人預測,今后幾年LED的發(fā)光功率和成本這兩大瓶頸將得到解決。這樣,不但汽車(chē)照明,甚至整個(gè)照明行業(yè)都會(huì )發(fā)生重大的變革。
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