自然界中的一切事物都遵循其固有的發展規律。隨著歐盟對鹵素燈的禁用,LED大燈技術迎來了新的發展機遇。盡管如此,一些車主仍對鹵素燈情有獨鐘,特別是在多雨的南方地區,他們認為鹵素燈的強穿透力是其為數不多的優勢之一。然而,這并不意味著LED大燈在穿透力方面就一定遜色于鹵素燈。實際上,選擇合適的色溫可以提高LED大燈的穿透力,避免使用過白的光源。如果車主對此仍有顧慮,可以考慮安裝變色燈,以適應不同的天氣條件。
此外,一些車主還關注到LED大燈的光衰問題。本文將重點探討這一問題。眾所周知,半導體材料在LED領域的應用已經取得了顯著的成就。然而,任何事物都有其兩面性,半導體材料的缺陷也同樣明顯。由于半導體材料對環境溫度有較高的要求,它們需要一個穩定的工作條件,這對LED大燈來說同樣適用。這意味著LED大燈的性能在很大程度上受到其散熱系統的影響。因此,設計高效的散熱解決方案對于確保LED大燈的長期穩定運行至關重要。金鑒實驗室在LED失效分析方面有豐富的經驗,為國內眾多燈具廠提供LED可靠性檢測和其后的失效分析和技術咨詢。不少客戶的燈具在老化測試、可靠性試驗后出現LED死燈或者光衰嚴重導致的失效,通過我們找到了失效分析根本原因,從而改進燈具的缺陷,提高燈具的可靠性。
LED汽車大燈光衰解析
LED車燈不可否認的一點就是壽命長,基本可以達到3萬小時,是傳統光源壽命的好幾倍,基本上不需要換燈具。而且節能環保、無輻射,反應也比較快。另外,體積比較小,所以可塑性也比較高,造型自然也比較多樣。汽車LED大燈在當前汽車大燈中可謂占據主流地位,像這樣大功率LED能量轉換效率很低。汽車LED通常只有10%-25%電能轉化為光能,剩下的電能都會轉化為熱能。
傳統鹵素燈產生的熱量比LED高得多,但是鹵素燈的輸出亮度并不因熱量而改變,其熱量設計主要集中在殼體內部均溫設計上。而LED的光輸出卻會因為自身的熱或來自發動機艙的高溫而影響本身PN結溫穩定,LED光通量和波長等重要參數受到PN結溫的直接影響,這種不良的溫度循環將導致發光效率和壽命急劇下降。這種情況,一般稱之為光衰。那要怎么解決高溫引起的光衰問題呢?兩個方法,一個就是熱通道的設計,另一個就是使用導熱更好的材料。
熱流通的設計本質上是為了創建更有效的熱能排放路徑,確保熱量可以迅速散發或被有效冷卻。在汽車領域,車輛前部的進氣格柵是一個典型例子,它利用行駛時的空氣流動來帶走引擎艙內的熱能,這是一種高效的熱管理策略。類似地,在LED燈上加裝風扇,其原理與進氣格柵相似,但關鍵在于,風扇本身無法直接吸收PN結的高溫,而是依賴于導熱材料將熱量傳遞至風扇。這就需要選用性能優良的導熱材料,因為如果熱量不能有效傳導,那么散熱效果將大打折扣。
LED燈珠與基板和透鏡接觸最為密切。然而,透鏡本身不具備導熱功能,因此必須選擇導熱性能優異的基板來應對散熱挑戰。目前,LED燈使用的基板主要有三種類型:鋁基板、陶瓷基板和雙面紫銅基板。對于汽車LED大燈而言,哪種基板更為合適呢?我們可以從它們各自的特性和優勢來分析。
陶瓷基板
優點:鋁基板近百倍的導熱率,耐高溫,有很強的機械強度。
缺點:國內目前的產能并不能足以供應起LED這么龐大的產業鏈。
鋁基板
優點:相對比環氧樹脂基板而言,金屬基板明顯更靠譜,有著更好的穩定性,出色的導熱率。
缺點:需制作絕緣層才能投入使用,總體熱導率仍由絕緣層決定。熱導率約為2-3W/(m·K)。除非進行熱電分離,但就工序成本而言,整個過程有些得不償失。
雙面紫銅基板
優點:能夠達到高效散熱和超能聚光的效果,且中間的薄度與鹵素燈絲非常接近;雙面紫銅更具優越性,已被視為今后汽車LED車燈的發展方向。led大燈銅帶散熱是一種被動散熱方式,銅帶散熱區域越大散熱效果就越好。
缺點:成本貴。
總結
上述反差已顯而易見,金屬基板究竟是否將由陶瓷基板取代,但雙面紫銅基板才是LED車燈的發展方向,它還是現在市面上最優秀的基板之一,價格自然不會便宜。當購買LED車燈時要求車友們一定要注意量力而行,亮度方面若非變色燈則盡量不買大于7000K的色溫,免得穿透力不足。
(來源:金鑒LED車燈實驗室 )