============================================ 本篇文章仅发表在PTT biker板 未经作者本人书面允许严禁任何形式之转录及引用 ============================================ LED和HID目前这两种照明系统 堪称为未来照明最重要的两个生力军 主要发展上的不相同的是 HID是由大型向小型化发展 LED是由小型向大型化发展 ================================================= LED因有高辨识率、省电、耐用、反应快、驱动电压低、耐震佳等优点 1968年发明後於1970年代便开始大量产品化~~最早只有红光LED 而1980年发展出高亮度红光及绿光~~1990年代後发展出蓝、绿、白等其他光色 目前亮度不断提高之下使用范围越来越广泛 LED目前运用在汽车上主要是以指示照明上、如各种指示灯及尾灯方向灯等 但目前高亮度的LED仍有相当大的努力之空间及技术瓶颈尚待克服 本篇主要是以散热问题和灯具设计上来浅谈LED头灯 ============================================================ 散热问题 因LED发光过程中约近有70~80%的能量会透过"热"的方式传递至环境中 但~对於半导体之LED来说热是一个会造成寿命及性能上的极大影响 一般的LED而言达到摄氏120度以後即会失效 当然目前有另外开发出耐温达180度的LED...但...贵.... 况且LED温度越高失效系数便会越高 该系数为　πγ＝Failure Rate at T / Failure Rate at 75度 简单说大致上超过75度以後LED的寿命便呈现会大幅度的缩减~~温度越高越快 在机车上大灯裸露在外故外面温度影响不大... 但汽车来说头灯邻近水箱及引擎体~~两者温度皆恒常高於90度，水箱甚至100度以上 况且LED灯体本身为需密封故必须整体防水，其散热必定需要加以强化 故LED需运用在车辆上散热为第一之首务 目前散热方式一般有如下几种 1.自然对流散热 2.强制风冷散热 3.热导管散热 4.液冷散热 1.自然对流 自然对流大多使用一般之铝/铜材质散热片 散热片本体安置於自然环境之下利用空气来散热 而底板部分直接连接於LED电子元件装置 当散热片越大散热效果越佳，但是这种技术如果运用在车辆上 如塞车或环境温度高时便会使得LED模组濒临失效温度下 所以目前一般的散热片模组并不能使用於LED车头灯内 2.强制风冷 简单的说强制风冷就是加装风扇强化散热片的效能 透过风扇的设计散热片的对流热传导系数可增高5~10倍 这样的足堪以满足LED的模组散热需求 但是主要的缺点在於操作环境 一般车辆而言不比电脑3C产品....雨水和沙尘的侵蚀极为严重 且LED车灯模组需要极为良好的密闭性 若使用风扇来与外界冷空气对流会有相当的难度存在 3.热导管 热导管亦为3C产品目前常使用的散热技术之一 不但可以将热引导到散热良好的地区又能兼顾到密封性 况且不需要任何的外部能量就可以操作 是目前车用LED模组中发展的主要方向 但车辆使用环境皆会有严重震动和温度剧烈变化之问题 不过不管如何而论热导管技术仍是目前LED可见的散热问题之最佳解决方案 4.液冷系统 液冷系统是目前各种散热设计中效率和可靠度最佳的一种 但是使用属於在电子产品的LED上比起散热片或是风扇来说 会有冷却液体泄漏或者是循环失效的隐忧存在 所以目前液冷系统如要使用在LED上还有非常大的问题要去克服 ============================================================ 灯具设计 传统车灯设计主要是有两种 平滑抛物面车灯 如鱼眼、旧款雾面头灯 多重反射镜面车灯(MR) 如小盘灯具 投射式车灯(PS) 如劲战头灯 早期的车灯来说皆为抛物面车灯 将光源(灯泡)放置於抛物面之焦距上产生平行的光束 之後藉由小型的凸透镜进行雕塑光型 但缺点在於雾面罩会损失大量的能量 况且投射出的光型大多无法兼顾到整个车头前方所需的照明空间 故我并不建议将大灯改装为鱼眼，要改装建议以"加装"的形式装设 主因就是鱼眼的投射光型过为集中，属於辅助灯具，无法兼顾前方整体光型 MR车灯是将更早期的抛物面车灯，改良为许多个小方块反射镜 每个反射镜再改变其曲率和旋转角度，将光线反射到所需的区域 并且可以利用堆叠方式加强亮度组合成所需的光型 其实MR头灯就是我们所俗称的晶钻头灯 但是MR头灯仍有其缺点存在 尤其当卤素灯泡效能大幅提升和车用HID问世之後~~ 头灯的灯源所产生的辉度大幅提升~~而MR头灯并没有如抛物面头灯的雾面灯罩之设计 所以投射式车灯的设计便在灯泡前方第二焦点处加装一片反射镜(亦称遮罩) 将光线分离散射回反射镜上再平行打出..但是缺点在於反射镜会造成能量的大量损失 两种灯具的设计基本上都可以使用在LED的头灯上 但是因为LED光源为一"面光源"形式....传统灯泡和HID皆为"点光源" 也就是说发光的立体角只有传统光源的一半.. 而且LED头灯发展方向目前大多以LED阵列为主..光型与传统灯泡大大不同 所以将原有车上的灯具直接改装LED是完全不可行的.... ============================================== 目前的LED头灯要商品化来说 还是以几项目标为重要的方向 1.头灯的造型设计需要更为实用 2.散热设计上需要强化 3.加工精密度和耐用性上提升 4.价格需要商品化 --

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