LED車燈的構造與發光原理介紹

2021-01-16 同心汽配

汽車燈作為夜間行車的照明燈具，可謂是不可缺少的。隨著LED的發展，已經越來越多的汽車廠商將LED車燈作為汽車燈的首選。LED汽車燈是指車內外光源均採用 LED 技術，用作外部與內部照明。外部照明設備涉及熱極限與EMC問題，同時還有卸載負載測試的許多複雜標準。可廣泛使用LED汽車燈來營造車內環境。


LED車燈的構造:
單個的LED是由金線、LED晶片、反射環、陰極導線、塑料導線、陽極導線組成。

發光二極體的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片，在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層，稱為pn結。

在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子複合時會把多餘的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。pn結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式發光原理製作的二極體叫發光二極體，通稱LED。


LED的發光過程包括三部分：

正向偏壓下的載流子注入、複合輻射和光能傳輸。

微小的半導體晶片被封裝在潔淨的環氧樹脂物中，當電子經過該晶片時，帶負電的電子移動到帶正電的空穴區域並與之複合，電子和空穴消失的同時產生光子。

電子和空穴之間的能量（帶隙）越大，產生的光子的能量就越高。光子的能量反過來與光的顏色對應，在可見光的頻譜範圍內，藍色光、紫色光攜帶的能量最多，橘色光、紅色光攜帶的能量最少。由於不同的材料具有不同的帶隙，從而能夠發出不同顏色的光。

當它處於正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。打個比方，LED就像一個漢堡，可以發光的材料是夾層中的「肉餅」，而上下的電極就是夾肉的麵包。而通過對其中發光材料的研究，人們逐漸開發出各種光色、光效率越來越高的LED元件，但是無論怎麼變化，LED總的發光原理和結構都沒有發生太大的變化。


LED燈的優點:

（1）節能：是由發光二極體直接把電能轉化為光能，耗電僅相當於傳統燈的1/10， 能更好的降低油耗，護汽車電路不被過高的負載電流燒壞。

（2）環保：光譜中沒有紫外線和紅外線，發熱量小，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，不含汞元素，沒有汙染，可以安全觸摸，屬於典型的綠色照明光源。

（3）壽命長：燈體內沒有鬆動的部分，不存在燈絲髮光易燒、熱沉積、光衰等缺點，在恰當的電流和電壓下，使用壽命可達8~10萬 h，比傳統光源壽命長10 倍以上。（有一次更換，終身使用的特點）

（4） 高亮度，耐高溫。 （電能直接轉換為光能，發熱量小，可用手觸摸）

（5） 體積小：設計者可以隨意變換燈具模式，令汽車造型多樣化。汽車廠商青睞LED，完全是LED本身的優點所決定的。

（6） 穩定性能好：LED 抗震性能強，樹脂封裝，不易碎裂，容易儲藏和運輸。

（7） 發光純度高：色彩清晰鮮豔，無需燈罩濾光，光波誤差在10nm 內。

（8） 反應速度快：無須熱起動時間，幾μs即可發光，傳統玻殼燈泡則有0.3s 延遲，用於尾燈時可有效防止追尾，保證行車安全。


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