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简述LED车灯的构造与发光原理及优势

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-11-01 浏览次数:311

 汽车灯作为一种照明灯具在晚上开车时可以说必不可少。在LED不断发展的过程中,越来越多汽车厂商开始把LED车灯列为汽车灯首选产品。LED汽车灯指的是在车内和车外的光源都使用LED技术作为外在和内在照明的灯具。外部照明设备既涉及到热极限和EMC,又有卸载负载测试等多种复杂准则。本实用新型可以广泛应用LED汽车灯创造车内环境。

LED车灯的构造:

单个的LED是由金线、LED芯片、反射环、阴极导线、塑料导线、阳极导线组成。

发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为pn结。

在一些半导体材料PN结里,当注入少量载流子和大部分载流子进行复合时,会将多余能量以光线的方式释放出去,这样就可以直接将电能转换成光能。当pn结加上反向电压时,有少量载流子很难注入,因此不会发光。这种采用注入式发光原理制成的二极管称为发光二极管,俗称LED。

LED的发光过程包括三部分:

正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。

微小半导体晶片封装于干净环氧树脂物内,电子通过晶片后,负电电子运动至正电空穴区域,与其复合,电子及空穴消失同时光子产生。

电子与空穴间能量(带隙)越大,所生成光子能量越大。光子的能量又与光线的颜色相对应,可见光频谱中蓝色光和紫色光所携带的能量最高,橘色光和红色光所携带的能量最低。由于不同的材料具有不同的带隙,从而能够发出不同颜色的光。

当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。打个比方,LED就像一个汉堡,可以发光的材料是夹层中的“肉饼”,而上下的电极就是夹肉的面包。而通过对其中发光材料的研究,人们逐渐开发出各种光色、光效率越来越高的LED元件,但是无论怎么变化,LED总的发光原理和结构都没有发生太大的变化。

LED灯的优点:

(1)节能:它是通过发光二极管将电能直接转换为光能的,耗电只有传统灯的一半,可以较好地减少油耗,护汽车电路也不会因负载电流过大而烧毁。

(2)环保:光谱中没有紫外线和红外线,发热量小,也没有辐射,眩光小,而且废弃物可回收,不含汞元素,没有污染,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源。

(3)寿命长:灯体内没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,在恰当的电流和电压下,使用寿命可达8~10万 h,比传统光源寿命长10倍以上。(具有1次替换、终生使用等功能)

(4) 高亮度,耐高温。(电能直接转换为光能,发热量小,可用手触摸)

(5) 体积小:设计者能够任意改变灯具的图案,使汽车造型多样化。汽车厂商之所以对LED青睐有加,这完全由LED自身的优势决定。

(6) 稳定性能好:LED 抗震性能强,树脂封装,不易碎裂,容易储藏和运输。

(7) 发光纯度高:色彩鲜明亮丽,不需要灯罩滤光、光波误差小于10nm。

(8) 反应速度快:无须热起动时间,几μs即可发光,传统玻壳灯泡则有0.3s 延迟,用于尾灯时可有效防止追尾,保证行车安全。

(来源:金鉴LED车灯实验室)

 
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