卤素、LED、氙气大灯到底哪个好?
汽车大灯「LED」将会是未来唯一类型-氙气卤素必然成为过去式
汽车灯光类型包括三类,哪种将会是未来选型呢?
- 卤素灯
- 氙气灯
- LED发光二极管
似乎淘汰被戏称为“蜡烛”的卤素灯泡应当是没有争议的话题,部分使用这种灯光的汽车,落地后的第一件事就是升级大灯。原因在于卤素灯泡的亮度真的很一般,昏黄色的灯光在夜间会显得温暖但也容易造成视觉疲劳;这种灯泡的唯一优点,也许只剩下了制造成本低,那么这种灯泡有没有技术升级的空间了呢?
原理解析卤素大灯本质属于白炽灯的升级类型,在球泡内加注「碘&溴」等卤素气体,这是发光的基础。灯泡内部仍然使用“钨丝”,发光原理是依靠电流流经钨丝进行加热,依靠电流产生的光能和热能照明,这是非常原始的方式。
而钨丝在高温后会升华出现钨原子,这种物质会与卤素元素出现化学反应;生产的卤化钨有在球泡中游移,在温度降低至800摄氏度左右后进行逆向反应,再次与钨丝接触实现对灯丝的冷却,进而实现循环使用。
这种灯泡的光电转化效率(比例)低至个位数,而绝大部分的能量都会转化为热能;而且其中是以红外线的形态进行散射,但是红外线是又是产生热能的基础,与辅助照明是起不到任何作用的。
所以卤素大灯点亮后的温度很高,但是因电光转化效率太低,即使使用功率达到55瓦的灯泡亮度也会很差。而想要提高亮度就只能加大功率,然而内部接近400℃的高温,对于大灯总成塑料件的耐热性则会有很高的要求,线束与电瓶也都要同步升级;这样反而会增加制造成本,权衡利弊后也就只能用低功率低亮度的灯泡了,被淘汰是不是必然结果呢?
说明:汽车灯光升级不可以直接提高灯泡瓦数,且任何类型的大灯都不例外。因为灯光线束与保险丝都是匹配原车标准的灯泡,大瓦数灯泡需要的电流会更大;而电流升高则会产生高很多的温度,导线的绝缘层会在超标准高温的作用下快速老化,后期如剥落造成短路则有可能出现电火花而引起自燃。
同时大灯壳体承受的温度极限是有阈值的,曾经测试过将大灯功率升高20瓦,使用很短的时间就烤化了灯罩,所以灯光升级只应改变类型而不是调整功率。
氙气大灯·几近消失趣味知识:
- xiān氙-气
- shān疝-气
注意区分了这两字,很多汽修老师傅仍旧把这种大灯读作「疝气灯」,然而疝气是俗称“气蛋”的疾病;【疝】的本意指的的就是病灶,概念可理解为某一脏器周围的皮肤组织薄弱,导致隆起的问题。
【氙·Xenonum】却是一种稀有气体,而且在空气中本就是存在的;元素周期表中的稀有气体包括氦氖氩氪氙氡六种物质,也就是俗称的“惰性气体”。
获取氙气需要中液态空气中剥离,这种物质的功能非常全面;在工业领域主要用于激光器与焊接切割,或者作为制造氙气大灯的核心成分,因为这种气体具有极高的发光强度。但需要说明是的氙气灯的运行原理与卤素概念相同但流程不同,都属于“化学灯泡”。
发光流程:氙气灯泡自然是充满这种气体的球泡,不过并不依靠电流加热钨丝产生光能;其原理是通过安定器为电流升压,将12V电瓶输出的电逆变到2.3万伏特左右。在灯泡内进行高压脉冲,使得氙气在石英管灯泡中以电子形态游离而产生光能。
利用氙气本身发光强度高的优势,以高压电可以让亮度比卤素灯提升太多;而且流明也可以达到5000k左右,颜色呈现为暖白色的视觉效果,超过6000k则为感受不太理想的冷白色,这是卤素大灯的5~6倍。这么看来氙气大灯似乎已经很好了,但是为什么新车却很少使用了呢?参考LED的特点吧。
LED·综合性能领先LED-light emitting diode,释义为发光二极管,是由半导体材料制造成为灯光。这种灯泡是主要成分涵盖镓,砷、磷、氮等元素组成的化合物,基于自由电子和空穴复合实现释放能量,其中则包括光能,而且转化效率是极其高的。
- 氙气大灯-转化效率勉强达到两位数
- LED大灯-转化效率≤40%
由此可见LED大灯的亮度肯定是会更高的,重点是这种冷光源的波长在380~780纳米之前,基本都是可见光,这是卤素和氙气大灯都达不到的程度。不过LED灯的优势可不止这一点点哦……
三大优势:
- LED大灯没有“亮度延迟”
- 功耗更低
- 温度可控
发光二极管的电光转化原理比较特殊,使用的复合材料的形态变化只是一瞬间;而氙气大灯则要通过温度的变化,或者说是氙气电子的状态变化进行亮度提升,启动后往往会经过几秒钟才能达到最高亮度,除非是远近光一体的大灯不会在切换远光时出现这种问题。
但是氙气大灯的功耗毕竟还是要高一些,因为想要达到与LED大灯相同的亮度,需要的还得是更大功率的灯泡,因为电光转化效率过低了。而且经过安定器对电流进行调整,过程中本就是存在损耗的;重点是这种复杂的结构故障率理论上会比氙气大灯更高,且变压结构的存在也是一个不稳定因素。
(理论层面氙气大灯安全性能与使用寿命差,实际应用中基本没有什么问题,主要问题是制造成本)
重点:电光转化效率的提升,无疑是降低了灯光运行中产生的热能!这才是最重要的哦。因为热能低则对大灯壳体塑料件的要求不会很高,对散热其的要求当然也会偏低,只是温度究竟能下降多少呢?
- 氙气大灯阈值350℃左右
- LED大灯与<100℃
3.5倍的差异对于大灯材质的要求是不是会低太多了呢?这才未来LED必然会普及的核心因素,目前这种灯光的价格高无非是车企利用了消费者的猎奇心态,实际这是最省钱的选项。
而且LED灯珠的尺寸很小,需要的透镜尺寸也是小的非常夸张;这对于大灯的设计会很有帮助。很多造型精美的大灯与尾灯都是LED光源,玩灯玩的比较牛的有奥迪汽车,不过国产汽车中的比亚迪因有自己的LED照明灯厂,所以灯光的设计也是非常漂亮,同时也为其他车企提供设计与代工。
这就是三种灯光的不同之处,未来肯定是LED大灯主导,至于会不会有其他类型目前尚不能确定;讨论热度较高的激光大灯制造成本似乎不可控,LED仍会是理想选项。
结尾:冷知识&优秀设计LED大灯图集。
- 碘化镓-红色LED
- 磷化镓-绿色LED
- 氮化镓-蓝色LED
- 磷化硅-黄色LED
- 硒化锌-白光LED
不论家用灯光还是汽车大灯,不同色彩的灯带或灯光基本元素如上,某些暖色光则是多种光源的混合。
图1:比亚迪大灯
图2:比亚迪尾灯
图3:奥迪大灯
图4:奥迪尾灯
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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卤素、LED、氙气大灯到底哪个好?
朋友们好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题。对于卤素灯、LED灯和氙气灯这三种汽车常配用的灯,很多有车一族的朋友们对它们看法褒贬不一,可谓是仁者见仁、智者见智,今天以我从事电气智能照明有好几年的经验,我从专业的角度与各位朋友们侃侃这三种灯的优缺点。
三种灯的优缺点1、卤素灯的特点
我们有句话叫“人无完人、金无足赤”,那么在众多种类灯的家族中也是如此,我们先说说卤素灯,它也是目前汽车上使用非常普遍的一种汽车灯,我们先来普及一下卤素灯的工作过程,我们从它的名字就可以看出所谓的卤素灯就是在卤钨灯泡内加入了卤素气体,当灯点亮时钨会受热蒸发游离,这时卤原子会和游离的钨结合成卤化钨,卤化钨分子在灯丝附近又会受热分解,再一次还原成钨附着在灯丝上,分解后的卤原子会在灯泡内继续游离流动,等待着与钨原子下一次的化合。就这样通过钨和卤不断的化合与分解。这一过程能够大幅度地降低灯壁的黑化现象,使卤素灯在整个生命周期内保持着灯的高亮度。
为了使灯壁处的卤化钨处于气态,因此卤素灯的管壁温度是非常高的,所以在制造时,一般会把卤素灯的体积做的很小,这种灯的外壁一般是用石英玻璃制成的。我们从它的工作过程及制作来看,这种卤素灯有效地限制了钨的蒸发,这样灯丝的温度和光效会提高很多,一般光效可达12流明每瓦(这个流明是光照强度的单位)。另外对于汽车用的卤素灯它的显色性非常好,特别是在有雨雾的天气,卤素灯在雨、雾中的穿透能力还是非常强的。最后从使用寿命来看,这种灯的使用寿命一般在2000小时左右。
2、氙气灯的特点
下面我们再看看氙气灯,氙气灯的简称是HID,因此它也称为气体放电灯。这种灯的工作过程是在抗紫外线水晶石英玻璃管内,使用氙气进行填充,然后通过增压器将低压直流12V的电压在很短时间内增压到2300V,这样的高压会使氙气电子处于游离状态,就会在电极两端产生光源,其实它就是一种气体放电的过程。在这个放电的过程中氙气会发出白色超强的电弧光,它发出的光类似太阳的光芒。这种灯在工作时电流还是非常大的,一般会在3安培以上,这种灯的最大特点是亮度高,寿命长,它的亮度一般是卤素灯的三倍,使用寿命一般是卤素灯的十倍。在一些配置比较高的车型上大都配备的是氙气灯。为了解决不聚光,晃眼的问题,一般加个透镜就会解决的。
3、LED灯的特点
说实在的,LED出世的时间比较短,但是它的发展势头比较猛。现在不管是家庭照明还是在一些汽车上都会看到LED灯了,这个LED灯就是由发光二极管构成的发光体,在发光二极管内是由半导体材料制成,通过特殊的制作工艺可以把半导体制作成数层,一层使它带过量的电子,另一层会因为缺乏电子而带正电,当有电流通过的时候,这个正电和负电就会结合并发出光亮,从而可以用作照明。LED灯的主要特点是耗电省、寿命长、启动快,我认为这种LED灯应该是未来汽车灯的主流,比如代表未来新能源汽车雏形特斯拉model 3用的就是LED大灯。
另外,最近还有一种LED激光灯,它对近光可以提升2.5倍,远光可以提升2倍,这种灯特别是在雾霾天气使用非常给力,我认为这种汽车灯也是未来发展的一种主流之一。
以上就是我对这个问题的看法,欢迎朋友们参与讨论,敬请关注电子及工控技术,感谢点赞。
卤素、LED、氙气大灯到底哪个好?
我从事LED车灯研发3年时间,这个问题我来回答应该相对比较专业。
车灯从汽车发明至今经历了以下几种,
1、煤油灯,最开始汽车还是马车改装雏形的时候用的是煤油灯;
2、卤素灯,在爱迪生发明灯泡之后就被使用在汽车上,至今大部分低配车仍然在使用;
3、氙气灯,氙气灯最开始是用在矿灯上的,后来被宝马提出改用来做车灯,随后飞利浦同几个大头合作开发出了汽车氙气灯,氙气灯的用意是用来取代卤素灯的,但是制作相对复杂,成本较高,一直是豪华品牌汽车的首选,氙气灯至今也仍在使用;
4、LED汽车大灯,大概是从2008年左右开始有人将商用领域的LED用来做汽车大灯,但是由于散热技术和灯珠尺寸过大,未能迅速发展,一直到2015年左右才逐渐掌握这个应用技术,并飞速发展。目前已经成为车灯技术的主流。
5、激光大灯,这个是宝马先提出使用的,但是激光属于定向光束,因为光很集中,所以非常刺眼,目前尚未完全掌握利用技术,仅在透镜总成被用于做远光灯使用,因为远光不怕刺眼,并且欧洲对于车灯的光型要求很严格,为了安全,宝马的激光远光灯,只能在车速到达80KM/H时才能开启。
以上是车灯的发展历史,那么接下来回答你第二问题,哪种比较亮?
亮度是要将条件的,一般来说,按光效来对比,光效是多少流明/瓦,什么意思呢,简单理解,流明是亮度的单位。
卤素灯约为22流明/瓦
氙气灯约为50流明/瓦
LED灯约为85流明/瓦
激光灯约为40流明/瓦
所以LED在同瓦数下是所有灯泡里最亮的,激光灯虽然光效低,但是因为是光束集中,所以亮度也有一定优势。
未来10年内LED车灯仍然是车灯的扛把子,未来激光光型问题和亮度低的技术解决了是扛把子!
卤素、LED、氙气大灯到底哪个好?
车辆中安装了三种大灯:“ 氙气灯”,“ LED”和“卤素”。这三种灯在灯光的变化以及功率都有所不同,使用寿命也存在明显的差异。
卤素灯
卤素灯是从灯丝发光的,内部气体是密封的,就像白炽灯泡一样,它具有在通电时发热的特性。
在许多车辆中使用的卤素灯发出的光是带有灯泡颜色(淡黄色)的柔和光,即使在对面行驶的车辆中,这种光也较不刺眼。还有一个“高效卤素灯”,它比普通的卤素阀亮,寿命长。
氙气灯
HID灯是“高强度放电”的缩写,被称为“氙气灯”。与卤素灯相比,它采用了一种通过电弧放电发光的机制,并具有更长的寿命(5年),更高的亮度和节能功能。
氙气灯的特征是,颜色和发光在打开后立即发白,并且发光在几秒到十几秒内变得稳定,并且颜色变化很美。为了增加光的亮度,必须安装一个高瓦数的灯,但是与相同瓦数的卤素灯相比,氙气灯具有非常明亮的效果。氙气灯35W和卤素灯55W具有相同的亮度,有助于节省功率。
LED灯
LED灯是使用二极管发光的前照灯,比卤素灯/ 氙气灯具有更长的使用寿命(15年)。另外,由于其具有出色的色彩再现性,除白色和黄色外,使用红色和橙色LED灯的刹车灯的数量也在增加。
LED灯的特征在于,打开后立即发出稳定的光,并且几乎不发热。另外,由于它具有比氙气灯更高的色彩再现性,因此可以用于雾灯以提高时尚性。
卤素/氙气灯/ LED”大灯的比较氙气灯 / LED具有白色的高性能,亮度取决于瓦数(W),白色的比黄色的明亮,即使在相同的瓦数下,淡黄色的“卤素灯”也没有,发白光的“ 氙气灯、 LED”灯也亮。
光量差异:氙气灯 = LED>卤素
寿命长达15年的LED非常出色,“ LED”灯的使用寿命比“白炽灯泡”更长;当气体用完时,“卤素灯”会停止发光。由于“ 氙气灯”和“ LED灯”没有灯丝,因此它们的使用寿命比卤素灯长。
LED(约15年)>氙气灯(约5年)>卤素(约3年)
LED大灯没有发热的缺点,当通电时发光的“卤素灯”和通过电弧放电发光的“ 氙气灯”具有发光时发热的特性,但是“ LED光”几乎不发热,可以防止由于发热而缩短寿命,但它的缺点是下雪时灯光会变遮挡,因为LED不发热,所以雪也不会融化。
发热差异:卤素> HID> LED
总结:这三种灯各有各的优点和缺点,可以根据车辆的使用环境进行选择。
卤素、LED、氙气大灯到底哪个好?
如题:如果要做对比,只能说LED高大上,遇到雨雾天气直接逼疯驾驶员,而且平时开车有一个很直观的感触就时led可以瞬间点亮,但是白光看的时间久了就会产生视觉疲劳,而且对眼睛被别不好,卤素大灯便宜实惠,但是缺点也明显,照明太暗,雨天行车不安全,雾天行车安全性要高于led车灯,氙气大灯现在用的不多可以忽略了,led的话正常使用就行,如果需要升级直接升级led即可,毕竟led也在安全方面做了进一步优化。汽车养护花点小钱,行车安全伴你永远。我是农夫三钱,喜欢我的朋友可以GZ我
卤素、LED、氙气大灯到底哪个好?
卤素就直接排除掉了,大部分卤素都是蜡烛灯,基本上大部分车型原厂带的都是卤素灯,其次是疝气大灯,一般后期改装会使用氙气大灯,亮度还是不错的,但是稳定性一般,所以综合来说LED大灯表现是最为突出的,现在很多车型也开始标配LED大灯,但是这几款车都有各自的优点。
卤素大灯
卤素大灯成为大多数车型原始的大灯,也是有原因的,虽然车灯的亮度相比其他两款并不是很突出,但是光照的真实性很强,无论是近光还是远光能够让整个路面儿的真实感很突出,就像早期的钨丝灯泡,这也是他的优势。
疝气大灯
疝气大灯一般都需要改装,整体的亮度表现还是不错的,但是稳定性并是不是很突出,另外氙气大灯品质高低差别非常大,价格水平不一,后期改装还会存在一定的安全问题,并且会导致车灯进雾气,所以表现并不是很理想。
LED大灯
LED大灯价格水平偏高,但是整体的亮度还不错,目前已经成为了车型主流的光源,同时LED安全性能比较高,可靠性和稳定性比较突出,还是比较有竞争力的大灯。
总结:卤素,氙气和LED三种类型的大灯表现都有自己的特点,同样也有自身的缺点,综合来说LED整体的表现更有竞争力。
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