汽車LED大燈、鹵素燈和氙氣燈常用的散熱方式,哪種更靠譜?

前言:

201年5月7日,廣州,好像一整天都在下雨;17:38,窗外的雨蓬又“嘀嘀噠噠”地響起。很多時候就是這樣,下班了,就又開始下雨了。

空氣中瀰漫著一種憂愁的情緒,車行的小夥伴們憂愁著該如何回家;而我卻有些莫名的興奮,因為又到了我回覆車友私信的時間了。寫作與分享就像枕著雨聲入眠,只要雙手放在鍵盤上,一種莫名的愉悅感油然而生......

這些天我一直在發文章,希望能夠幫助更多車友。隨著發表文章越來越多,關注我的車友也越來越多,諮詢車燈安裝方面的私信也越來越多。由於平時工作較忙,請原諒我不能即時回覆私信;但只要關注了我,給我發了私信,我一定會抽空回覆的。

有車友問我:鹵素燈和氙氣燈都沒有風扇,為什麼LED需要風扇?

也有車友問:有的有風扇,有的沒有風扇,到底哪種散熱方式更好?

好吧,今天就專門討論汽車大燈散熱的問題。

汽車LED大燈、鹵素燈和氙氣燈常用的散熱方式,哪種更靠譜?

一、自然散熱

原車鹵素燈泡和氙氣燈都是採用自然散熱的方式,或者叫熱輻射自然散熱。

鹵素燈的發光原理是:給鹵素燈泡通電後,把鎢絲加熱到白熾狀態發光;電能轉化為熱能,再轉化為光能。鹵素燈沒有散熱器,也沒有風扇,靠自身熱輻射進行散熱,“熱輻射”也是一種散熱方式。

氙氣燈泡採用耐高溫石英管制作,也是通過熱輻射原理進行散熱。點亮20分鐘後,氙氣燈石英球泡位置的溫度高達360度,熱輻射非常厲害,所以,使用了兩三年氙氣燈的大燈總成燈罩被烤黃,反光碗被烤炭化的情況時有發生。

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另外, 氙氣燈還有一個安定器,安定器的金屬外殼也是採用熱輻射的方式散熱的。

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二、鰭片散熱

鰭片散熱,也稱散熱片散熱,就像北方常用的暖氣片那樣,通過多塊金屬片的規則排列,增大與空氣的接觸面積,通過熱輻射與空氣對流散熱。

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還有這樣的:

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5D汽車LED大燈V5

鰭片樣式還有很多,反正原理相同,形狀各異而已。鰭片散熱和自然散熱一樣,都屬於“被動式”散熱,散熱效率較低,一般用於低功率的LED大燈。

如上面兩個鰭片散熱的汽車LED大燈,第一個功率18.1W,第二個功率19W。

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也就是說,鰭片式散熱的汽車LED大燈功率一般是20W左右,如果功率做得太高,鰭片散熱不及時,不燈溫度過高,內置於IC的智能溫控裝置會自動啟動,引發LED大燈功率衰減,衰減為20W左右。

鰭片散熱的優點:

  • 工藝相對簡單,生產加工方便,成本相對較低;

鰭片散熱的缺點

  • 被動式散熱,散熱效率較低,整燈功率偏低,大燈亮度稍有欠缺;

  • 散熱器佔據空間較大,通裝率較低。

三、編織帶散熱

編織帶散熱,一般使用紫銅材質的細金屬絲編織成編織帶的樣式,通過熱輻射原理散熱。如下圖:

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這是九加一生產的陶瓷燈體+紫銅編織帶散熱的汽車LED大燈525T。

編織帶散熱比鰭片散熱效率要高許多,LED大燈功率也相應提高:

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還有如下圖這樣的編織帶散熱的變種———鋁片式散熱:

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不管形狀與樣式如何變種,這種散熱方式的核心特點是:

A、被動式散熱;

B、散熱部位(編織帶或鋁片)形狀可塑,也就是可以彎曲變形。

編織帶散熱的優點

  • 散熱器形狀可塑,便於在特殊環境(燈杯特別小或“偏心病”)下安裝;

編織帶散熱的缺點

  • 被動式散熱,散熱效率較低,整燈功率偏低,大燈亮度稍有欠缺。

四、散熱器+風扇散熱


散熱器+風扇散熱,是“主動式”散熱;LED大燈各個電子元器件工作的時候會產生熱量,熱量通過銅基板導到散熱器上,再通過風扇高速轉動形成風壓,形成高速對流,帶走了熱量。

散熱器+風扇散熱比單純散熱器散熱和編織帶散熱的散熱效率提高數倍,因此,使用風扇散熱的LED大燈功率可以做得更高,亮度更高,性能也會更穩定。

所以,“散熱器+風扇”散熱方式,是目前市場上主流的汽車LED大燈散熱方式,為絕大多數廠家所採用。

A、第一代LED大燈採用的“散熱器+風扇”散熱:

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第一代LED大燈採用4010風扇,從上圖可以看出,散熱器和燈體都是大而長;隨著技術進步,工藝改良,散熱器和風扇尺寸都會越來越小。

B、第二代LED大燈採用的“散熱器+風扇”散熱:

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第二代LED大燈採用3510風扇,3510比4010直徑小了5毫米。大家應該都知道,風扇葉片越大,轉速越高,風速就越快,風壓就越大,散熱效果就越好。

現在風扇變小了,但風壓不能變小。可以通過提高轉速來維持風壓,但如果轉速太高,噪音又變大了,因此,需要在風扇直徑、轉速與散熱器形狀方面尋找一個平衡。

所以,第二代LED大燈在散熱器設計上作了改進,大家應該發現:第二代散熱器的鰭片數量增加了很多,密度也大了很多,也就是通過增加鰭片的數量與密度增大了散熱面積,達到高效散熱,風扇靜音,性能穩定的效果。

C、全新一代LED大燈530F採用的“通體鰭片散熱器+無尾蓋風扇”散熱:

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5D汽車LED大燈530F

全新一代LED530F大燈採用更小的3010風扇。隨著風扇進一步縮小,燈體可以做到“高度濃縮短小”,同時去掉了大燈尾蓋,燈體尺寸(從卡座到尾部)歷史性地做到了僅2.8釐米,這麼短小的大燈,幾乎所有總成都可以安裝的了。

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見上圖,大家看一下這個全新一代LED大燈的散熱器,是“通體鰭片”設計,3010風扇內置於散熱器裡邊,在縮短燈體尺寸的同時,更有利於增大風壓,更有利於空氣對流,散熱效率進一步提高。

因為散熱效率的大幅提升,LED大燈功率也相應提升到33W左右:

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五、亮度對比

原車鹵素燈泡鋪路效果圖:

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採用“散熱器+風扇”散熱方式的5D汽車LED大燈528E近光鋪路效果圖:

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結論:

1、汽車大燈散熱方式種類繁多,讓人眼花潦亂;其中主流、高效的散熱方式是“散熱器+風扇”散熱方式;

2、在“散熱器+風扇”散熱方式基礎上的創新與探索,如九加一的“通體鰭片散熱器”,增加“鰭片”的數量與密度,散熱器通體設計並內置風扇,去掉大燈尾蓋,大幅縮短燈體尺寸,大幅提高LED大燈通裝率,就是一種很好的探索,值得借鑑。

汽車LED大燈、鹵素燈和氙氣燈常用的散熱方式,哪種更靠譜?

寫到這裡,我感覺我已經寫了好多文章了,車友們關注我,即可閱讀我的往期文章。

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下篇預告:下篇將從大眾速騰、朗行、邁騰、POLO、現代名圖、索納塔九、起亞K4、寶駿560、寶駿510、哈弗H6等車型裡選取一個,給車友們展示詳細的安裝步驟和安裝要點,敬請期待。

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