大燈(前照燈)光源分析

在夜晚開車的時候一般都需要打開前照燈(大燈)將道路照亮,而前照燈光源又是很大程度上決定了發光特性,進而影響駕駛員觀察路況。我們大部分人能夠接觸到的前照燈光源一般是三種:鹵素燈(Halogen)、氙氣燈(HID)、LED燈,相對來說當下在購車環節中前照燈光源越來越成為了人們選購時候的一個參考標準,低配有可能採用鹵素燈,高配則採用LED燈。因此很多時候給我們的感覺是鹵素燈是不好的而LED燈是好的,但是事實上是這樣嗎?我們來分別看看三種光源優缺點。

鹵素燈

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鹵素燈

鹵素燈你可以將它理解為普通白熾燈里加了鹵族元素,原理是在燈泡內注入鹵素氣體,在高溫下,昇華的鎢絲與鹵素進行化學作用,冷卻後的鎢會重新凝固在鎢絲上,形成循環,避免鎢絲過早斷裂,因此鹵素燈泡比白熾燈更長壽。

鹵素燈與白熾燈類似色溫一般是5000k左右,發出的是帶有黃色的光,穿透力很強。但是由於它依靠燈絲的白熱化發光,因此在工作時候在所有光源中是最高的,同樣的原因它的耗能也是最高的。

氙氣燈

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氙氣燈

氙氣燈它是一種電離發光的光源,通過安定器(變壓器)將電壓升高到上萬伏,使得填充的氣體放電產生光。由於它沒有鎢絲因此壽命比鹵素燈要長,同時轉化率也比鹵素燈要高,它只需要鹵素燈的60%電能就能產生比鹵素燈高三倍的光照。由於它的節能性使得它在一段時間裡有望取代鹵素燈,但是它發出6000k左右的色溫光,這就使得光的顏色是亮白色,非常晃眼,穿透力也就沒那麼強。同時安定器的質量是氙氣燈穩定工作的關鍵,安全性也沒鹵素燈高。

LED燈

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LED燈

現在LED燈已經是高配車型的標配,同時也在慢慢的往低配車型蔓延。為什麼LED燈能夠這麼快的取代前兩種燈,大有前照燈未來的趨勢?其實說到底還是LED燈有著很多的先天優勢,它是由於電流在電子空穴中不斷的進出而發光的,因此它是一種冷光源,也就是說它的電能幾乎用來發光了,不會產生太多的熱量,因此它的節能性是最高的。同時它市一中固態燈組,沒有可以活動的內部結構抗震性很好。也不需要氙氣燈的安定器。因此很多時候鹵素燈改裝LED就跟換燈泡一樣簡單。目前它的唯一劣勢就是價格高,但是隨著技術的進步,光衰與價格會逐漸降低。

說完了三種光源的特點,現在我們就來說一下在使用中的區別。車燈的好壞一般可以從以下方面進行考量:穿透力、亮度、瞬變性,這幾個共同決定前照燈光源的好壞。

穿透性上無疑鹵素燈黃色的5000K色溫是極具穿透力的,而氙氣燈和LED一般都是正白光6000K左右,因此在大霧和下雨等能見度較低的情況下鹵素燈是最好的選擇,這也是為什麼現在LEd大行其道的情況下,霧燈依然採用鹵素燈的原因。而其他兩種光源則只能通過更大的亮度來提升穿透力。同時黃光給人的距離感比較好,白光則會使得景物發白,特別是亮度很高的時候景物對比度下降,眼睛所見有種白茫茫的感覺。還有一點就是,白光在對方來車有可能造成對方晃眼,更容易造成安全事故。但是我也不明白為什麼現在LED燈不做成鹵素燈的黃光,而是做成氙氣燈的白光。

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色溫對比

亮度其實就是照度,這和光強有關,它關係著前照燈對景物的照射程度。而照度與光強以及照射面積以及照射距離卻是一個互相制約的關係,光強(流明)代表著能發多少的光,而照度(勒克斯)則代表單位面積能接收多少光。這就相當於一臺投影機,想要投射更大面積或者更遠距離則需要提高光強以使得照度提高。而前照燈亮度太高則會降低距離感,太低則會景物看不清。因此好的前照燈能夠通過設計將照度和照射面積還有照射距離控制在合理範圍。在這一點上鹵素燈無疑敗下陣來,因為其他光源亮度更高,因此提供的照射面積更大。所以這也是鹵素光源淘汰的一個原因。

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亮度對比

瞬變性則是說光源能不能瞬間切換狀態,從滅到最亮以及從最亮到滅的時間。因為在汽車上在會車等情況下閃燈需要很高的瞬變性。而在氙氣燈則是徹徹底底輸了,由於它的電離特性使得它瞬變時間超過了2秒,在高速行駛情況下2秒是一個很長的時間。因此氙氣燈花費在解決瞬變性上的功夫是非常大的。燈光球場一般是採用氙氣燈,往往燈光球場的燈打開後你甚至感覺不到已經打開,因為根本就不亮,但是過了幾十秒後才能達到最高亮度照亮球場。可想而知汽車上的氙氣燈是經過了多少努力才實現汽車應用。

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氙氣燈瞬變性

綜上所述就可以知道為什麼現在LED成為未來趨勢的原因,而一開始氙氣燈也被認為是取代鹵素燈。但是事實證明由於它的瞬變性太差使其沒有辦法對鹵素燈形成壓倒性優勢,而新的LEd燈卻又優勢明顯,因而氙氣燈在流行了幾年以後就很快的消聲滅跡了。當然這其中也有成本的因素,但是這種比上不足比下有餘的尷尬情況則使得它競爭力變弱,所以現在大部分車要麼是鹵素燈要麼是LED燈,直接跨過了氙氣燈。LED燈可以說目前是全面超越鹵素燈的,無論是功耗、亮度、瞬變性等方面都形成壓倒性的優勢,目前唯一制約其普及的因素幾乎只有成本問題了。而光衰已經得到很好解決,色溫對於LED燈是可調的,但是依然如我所述,分明可以做出黃光的LED但為什麼依然選擇了白光。

當然現在有些高端車採用了激光光源,在與LED等性能對比上的壓倒性大大超過了LED等相對鹵素燈的優勢。可是它動輒幾萬的價格並不是一般消費者願意承受的,因為現在技術還未成熟的情況下,消費者很難接收10萬的車燈卻佔去了1萬的現實。

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激光大燈

廠商雖然是以節省成本為目的,但是通過燈具的設計,無論是採用哪一種光源,都能夠達到要求的環境光照標準,因此我們無需更改前照燈的光源,只需要根據其特性進行維護與更換就好。私自改裝前照燈有可能並不能達到理想的照射效果,反而影響行車安全。由於更換了光源造成亮度減小、聚光性降低、可靠性低下的案子大有人在,因此如果非要改裝請務必到正規機構進行。還有一點就是更改光源有可能違法或者無法通過年審。

最後奉上國外對三種光源的測試,雖然聽不懂,但是觀看視頻也能夠理解他們的特點以及優勢所在。


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