汽车照明经历了卤素灯、氙气灯、LED大灯三个阶段。照明的每一次升级都会大大提升照明效果,同时耗电量和发热量也会大大降低。因此,LED大灯被称为“冷光源”,但这种理解是错误的。
冷光源概念:波长在380~780 nm之间,是电子与发光元件碰撞产生的光。比如荧光棒、萤火虫、发光二极管等等。这种光是可见光,但氙气灯和卤素灯达到这种效果。
以普通白炽灯为例。这种灯的“电光转换比”低至≤3%,剩余的主要能量应转化为热能。而且它以红外光的形式辐射,不能用于辅助照明,所以卤素大灯即使功率很高,照明效果也会很差。
而且,巨大的热量可以达到几百度的高温,这就是为什么很多车辆为了提高亮度而增加灯泡的瓦数,但结果却烧坏甚至烧穿灯罩,同时还会损坏线路和保险丝。
LED的发光原理决定了产生的光是可见光,但这并不意味着电能100%转化为光,这显然不符合第二定律。这种照明的目的是转换效率实际上只有“≤40%”,这意味着60%以上的能量也要转换成热量。由于热能会持续产生,因此必须传导至外部,并通过空空气吸收(空气冷却)进行冷却。LED大灯会达到什么温度?
对比氙气大灯:假设取出灯泡,直接测试“灯芯”的温度。
LED大灯连续使用的温度会达到90℃左右氙气大灯连续使用的温度会高达350℃上下
与传统大灯相比,LED的发热量小了很多,但接近水沸腾的温度却被夸大了。重要的是要知道灯罩和底座的材料都是各种塑料,温度限制非常有限。如果不进行散热,LED灯会持续发热,大灯和底座内部会出现问题。
综上所述,LED大灯只是特殊的“冷光源”,但这并不意味着反应过程中不会产生热量。严格来说,任何能发光或被发射的物体都会产生热量。唯一的区别是电光转换比决定了热值的差异。所以LED大灯总是需要一个大的铝制散热器,有些灯组需要电子风扇强制散热。
(其实LED大灯的实际视觉效果并不理想,因为可见光的强度太高导致误判,而氙气大灯相对更好,所以还是有其价值的。)