詳解車用LED光源

主持專家：汪學(xué)慧(本刊編委會(huì)委員)

汽車維修高級(jí)技師，堅(jiān)持在維修一線工作20余年；深圳市汽車維修行業(yè)特聘專家；深圳市首屆優(yōu)秀技師；深圳市消費(fèi)者委員會(huì)特聘汽車專家；深圳市交通電臺(tái)“愛(ài)車有道”欄目嘉賓；一汽豐田“愛(ài)車空中大講壇”節(jié)目嘉賓；2000年獲得全國(guó)豐田技能大賽第三名。

Q現(xiàn)在，發(fā)光二極管LED燈在汽車燈具上使用較多，甚至汽車的前照燈都開(kāi)始使用LED燈。其發(fā)光效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)光源，屬于一種冷光源，但為什么還需要散熱裝置呢？

廣東讀者：林嵩團(tuán)

ALED燈屬于固體冷光源，通電后電子通過(guò)PN結(jié)到達(dá)P區(qū)與空穴復(fù)合，從而激勵(lì)光子而發(fā)光。LED發(fā)光體內(nèi)沒(méi)有移動(dòng)的部分，光源用環(huán)氧樹(shù)脂封裝，能有效地抵抗汽車的劇烈振動(dòng)，可在-30～50℃的環(huán)境下正常工作。由于發(fā)光體內(nèi)沒(méi)有燈絲，不需要通電燒熱燈絲來(lái)發(fā)光，發(fā)熱量很小，故泛稱為“冷光源”。

發(fā)光二極管LED燈的發(fā)光效率較高，可達(dá)50～200lm/W。而汽車上普通鹵鎢燈的光效僅為12～24lm/W，熒光燈為50～90lm/W。傳統(tǒng)光源的發(fā)光效率低，是因?yàn)楣庠聪牡碾娔艽蟛糠肿兂蔁崮軗p耗了，使發(fā)光體的溫度升高，所以大多燈具均需裝散熱裝置。

LED燈雖是半導(dǎo)體冷光源，但在發(fā)光過(guò)程中核心部分仍處于異常高溫的狀態(tài)，仍有一半多的電能轉(zhuǎn)為熱能，同樣會(huì)造成LED燈因高溫而損壞。LED燈的熱源有兩個(gè)部分：其一是發(fā)光的LED芯片，轉(zhuǎn)化為光能的只占輸入功率的一小部分，剩下大部分的電能轉(zhuǎn)化為熱能；其二是驅(qū)動(dòng)電路，多用恒流源或限流裝置，電路有較多的電子元器件，工作時(shí)同樣要消耗電能，最終也轉(zhuǎn)化為熱能。故散熱問(wèn)題也是LED燈具需要考慮的，否則散熱不良就會(huì)影響LED燈具的亮度，并大幅縮短LED燈的使用壽命。

在大功率的LED燈具上，一般裝置金屬散熱板(圖1)，但裝專門(mén)散熱板會(huì)增大汽車燈具的體積和重量，故往往在LED電路中裝NTC或PTC熱敏電阻進(jìn)行保護(hù)。

圖1 LED燈具的金屬散熱板

PTC正溫度系數(shù)熱敏電阻串聯(lián)在LED電路中，正常狀態(tài)時(shí)阻值很小，流過(guò)PTC的電流小，不會(huì)影響電路的正常電壓。但當(dāng)電流超過(guò)額定電流，或燈具工作時(shí)間較長(zhǎng)，溫升使PTC阻值增至高阻態(tài)時(shí)，會(huì)限制或阻斷電流，以保護(hù)電路不受損壞。

在大眾車系的LED燈具電路中，設(shè)有負(fù)溫度系數(shù)NTC熱敏電阻，專用于溫度的監(jiān)控(圖2)。LED燈是密封的燈具，產(chǎn)生的熱量不易散發(fā)出來(lái)，如果出現(xiàn)溫度過(guò)高的情況，NTC則會(huì)通過(guò)控制裝置自動(dòng)降低LED燈的電流，來(lái)保護(hù)LED光源。