汽車燈作為夜間行車不可或缺的照明設(shè)備,隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展,越來越多的汽車制造商將LED車燈視為首選產(chǎn)品。
LED汽車燈指的是在車輛內(nèi)部和外部使用LED技術(shù)作為照明光源的燈具。外部照明設(shè)備涉及到熱極限、電磁兼容性(EMC)以及卸載負(fù)載測(cè)試等多種復(fù)雜標(biāo)準(zhǔn)。這些LED汽車燈不僅提高了車輛的照明效果,還創(chuàng)造了更加舒適的車內(nèi)環(huán)境。
LED車燈的構(gòu)造
LED的基本構(gòu)成包括金線、LED芯片、反射環(huán)、陰極導(dǎo)線、塑料導(dǎo)線和陽極導(dǎo)線。
LED的關(guān)鍵部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體構(gòu)成的芯片,它們之間形成的結(jié)構(gòu)稱為pn結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中,當(dāng)少量載流子與大部分載流子復(fù)合時(shí),多余的能量以光的形式釋放,將電能轉(zhuǎn)化為光能。當(dāng)對(duì)pn結(jié)施加反向電壓時(shí),少量載流子很難注入,因此不會(huì)產(chǎn)生發(fā)光。這種基于注入式發(fā)光原理制造的二極管被稱為發(fā)光二極管,通常簡稱為LED。
LED的發(fā)光過程
在LED正向偏壓下,載流子被注入、復(fù)合并輻射出光能微小的半導(dǎo)體晶片封裝在干凈的環(huán)氧樹脂內(nèi),當(dāng)電流通過晶片時(shí),負(fù)電荷的電子移動(dòng)至正電荷的空穴區(qū)域,二者相遇復(fù)合,電子和空穴同時(shí)消失并釋放光子。能帶間隙(帶隙)越大,生成的光子能量就越高。光子的能量與光的顏色相關(guān),可見光譜中,藍(lán)色和紫色光的能量最高,而橙色和紅色光的能量最低。由于不同材料具有不同的帶隙,因此可以發(fā)出不同顏色的光。
當(dāng)LED處于正向工作狀態(tài)(即施加正向電壓),電流從LED的陽極流向陰極,半導(dǎo)體晶體會(huì)發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光。
光的強(qiáng)度取決于電流的大小??梢詫ED比作漢堡,發(fā)光材料就像是夾層中的“肉餅”,上下的電極則像夾肉的面包。通過對(duì)發(fā)光材料的研究,人們逐漸開發(fā)出各種光色和光效率更高的LED元件,盡管LED的變化多種多樣,但其發(fā)光原理和結(jié)構(gòu)基本保持不變。
LED燈的優(yōu)點(diǎn)
1. 節(jié)能:
LED通過將電能直接轉(zhuǎn)換為光能,耗電僅為傳統(tǒng)燈的一半,有助于減少油耗,同時(shí)避免汽車電路因負(fù)載電流過大而受損。
2. 環(huán)保:
LED光譜中不含紫外線和紅外線,發(fā)熱量小,無輻射,眩光較低。LED廢棄物可回收利用,不含汞元素,無污染,安全觸摸,是典型的綠色照明光源。
3. 壽命長:
LED燈體內(nèi)部沒有松動(dòng)的部件,避免了燈絲易燒、熱沉積和光衰等問題。在適當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合拢琇ED的使用壽命可達(dá)8至10萬小時(shí),比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上,具備一次替換、終身使用等特點(diǎn)。
4. 高亮度和耐高溫:
LED將電能直接轉(zhuǎn)換為光能,發(fā)熱量少,可安全觸摸。
5. 體積小:
設(shè)計(jì)者可以隨意改變燈具圖案,增加汽車造型的多樣性。LED因其自身優(yōu)勢(shì)備受汽車制造商青睞。
6. 穩(wěn)定性高:
LED具有強(qiáng)大的抗震性能,采用樹脂封裝,不易碎裂,易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。
7. 發(fā)光純度高:
LED色彩鮮明亮麗,無需燈罩濾光,光波誤差小于10納米。
8. 反應(yīng)速度快:
LED無需熱啟動(dòng)時(shí)間,幾微秒即可發(fā)光,而傳統(tǒng)玻璃燈泡則需0.3秒延遲。在尾燈等應(yīng)用中,LED的快速響應(yīng)有助于有效防止追尾事故,提升行車安全性。
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