大灯(前照灯)光源分析

在夜晚开车的时候一般都需要打开前照灯(大灯)将道路照亮,而前照灯光源又是很大程度上决定了发光特性,进而影响驾驶员观察路况。我们大部分人能够接触到的前照灯光源一般是三种:卤素灯(Halogen)、氙气灯(HID)、LED灯,相对来说当下在购车环节中前照灯光源越来越成为了人们选购时候的一个参考标准,低配有可能采用卤素灯,高配则采用LED灯。因此很多时候给我们的感觉是卤素灯是不好的而LED灯是好的,但是事实上是这样吗?我们来分别看看三种光源优缺点。

卤素灯

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卤素灯

卤素灯你可以将它理解为普通白炽灯里加了卤族元素,原理是在灯泡内注入卤素气体,在高温下,升华的钨丝与卤素进行化学作用,冷却后的钨会重新凝固在钨丝上,形成循环,避免钨丝过早断裂,因此卤素灯泡比白炽灯更长寿。

卤素灯与白炽灯类似色温一般是5000k左右,发出的是带有黄色的光,穿透力很强。但是由于它依靠灯丝的白热化发光,因此在工作时候在所有光源中是最高的,同样的原因它的耗能也是最高的。

氙气灯

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氙气灯

氙气灯它是一种电离发光的光源,通过安定器(变压器)将电压升高到上万伏,使得填充的气体放电产生光。由于它没有钨丝因此寿命比卤素灯要长,同时转化率也比卤素灯要高,它只需要卤素灯的60%电能就能产生比卤素灯高三倍的光照。由于它的节能性使得它在一段时间里有望取代卤素灯,但是它发出6000k左右的色温光,这就使得光的颜色是亮白色,非常晃眼,穿透力也就没那么强。同时安定器的质量是氙气灯稳定工作的关键,安全性也没卤素灯高。

LED灯

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LED灯

现在LED灯已经是高配车型的标配,同时也在慢慢的往低配车型蔓延。为什么LED灯能够这么快的取代前两种灯,大有前照灯未来的趋势?其实说到底还是LED灯有着很多的先天优势,它是由于电流在电子空穴中不断的进出而发光的,因此它是一种冷光源,也就是说它的电能几乎用来发光了,不会产生太多的热量,因此它的节能性是最高的。同时它市一中固态灯组,没有可以活动的内部结构抗震性很好。也不需要氙气灯的安定器。因此很多时候卤素灯改装LED就跟换灯泡一样简单。目前它的唯一劣势就是价格高,但是随着技术的进步,光衰与价格会逐渐降低。

说完了三种光源的特点,现在我们就来说一下在使用中的区别。车灯的好坏一般可以从以下方面进行考量:穿透力、亮度、瞬变性,这几个共同决定前照灯光源的好坏。

穿透性上无疑卤素灯黄色的5000K色温是极具穿透力的,而氙气灯和LED一般都是正白光6000K左右,因此在大雾和下雨等能见度较低的情况下卤素灯是最好的选择,这也是为什么现在LEd大行其道的情况下,雾灯依然采用卤素灯的原因。而其他两种光源则只能通过更大的亮度来提升穿透力。同时黄光给人的距离感比较好,白光则会使得景物发白,特别是亮度很高的时候景物对比度下降,眼睛所见有种白茫茫的感觉。还有一点就是,白光在对方来车有可能造成对方晃眼,更容易造成安全事故。但是我也不明白为什么现在LED灯不做成卤素灯的黄光,而是做成氙气灯的白光。

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色温对比

亮度其实就是照度,这和光强有关,它关系着前照灯对景物的照射程度。而照度与光强以及照射面积以及照射距离却是一个互相制约的关系,光强(流明)代表着能发多少的光,而照度(勒克斯)则代表单位面积能接收多少光。这就相当于一台投影机,想要投射更大面积或者更远距离则需要提高光强以使得照度提高。而前照灯亮度太高则会降低距离感,太低则会景物看不清。因此好的前照灯能够通过设计将照度和照射面积还有照射距离控制在合理范围。在这一点上卤素灯无疑败下阵来,因为其他光源亮度更高,因此提供的照射面积更大。所以这也是卤素光源淘汰的一个原因。

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亮度对比

瞬变性则是说光源能不能瞬间切换状态,从灭到最亮以及从最亮到灭的时间。因为在汽车上在会车等情况下闪灯需要很高的瞬变性。而在氙气灯则是彻彻底底输了,由于它的电离特性使得它瞬变时间超过了2秒,在高速行驶情况下2秒是一个很长的时间。因此氙气灯花费在解决瞬变性上的功夫是非常大的。灯光球场一般是采用氙气灯,往往灯光球场的灯打开后你甚至感觉不到已经打开,因为根本就不亮,但是过了几十秒后才能达到最高亮度照亮球场。可想而知汽车上的氙气灯是经过了多少努力才实现汽车应用。

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氙气灯瞬变性

综上所述就可以知道为什么现在LED成为未来趋势的原因,而一开始氙气灯也被认为是取代卤素灯。但是事实证明由于它的瞬变性太差使其没有办法对卤素灯形成压倒性优势,而新的LEd灯却又优势明显,因而氙气灯在流行了几年以后就很快的消声灭迹了。当然这其中也有成本的因素,但是这种比上不足比下有余的尴尬情况则使得它竞争力变弱,所以现在大部分车要么是卤素灯要么是LED灯,直接跨过了氙气灯。LED灯可以说目前是全面超越卤素灯的,无论是功耗、亮度、瞬变性等方面都形成压倒性的优势,目前唯一制约其普及的因素几乎只有成本问题了。而光衰已经得到很好解决,色温对于LED灯是可调的,但是依然如我所述,分明可以做出黄光的LED但为什么依然选择了白光。

当然现在有些高端车采用了激光光源,在与LED等性能对比上的压倒性大大超过了LED等相对卤素灯的优势。可是它动辄几万的价格并不是一般消费者愿意承受的,因为现在技术还未成熟的情况下,消费者很难接收10万的车灯却占去了1万的现实。

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激光大灯

厂商虽然是以节省成本为目的,但是通过灯具的设计,无论是采用哪一种光源,都能够达到要求的环境光照标准,因此我们无需更改前照灯的光源,只需要根据其特性进行维护与更换就好。私自改装前照灯有可能并不能达到理想的照射效果,反而影响行车安全。由于更换了光源造成亮度减小、聚光性降低、可靠性低下的案子大有人在,因此如果非要改装请务必到正规机构进行。还有一点就是更改光源有可能违法或者无法通过年审。

最后奉上国外对三种光源的测试,虽然听不懂,但是观看视频也能够理解他们的特点以及优势所在。


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