詳解車用LED光源

主持專家：汪學慧(本刊編委會委員)

汽車維修高級技師，堅持在維修一線工作20余年；深圳市汽車維修行業特聘專家；深圳市首屆優秀技師；深圳市消費者委員會特聘汽車專家；深圳市交通電臺“愛車有道”欄目嘉賓；一汽豐田“愛車空中大講壇”節目嘉賓；2000年獲得全國豐田技能大賽第三名。

Q現在，發光二極管LED燈在汽車燈具上使用較多，甚至汽車的前照燈都開始使用LED燈。其發光效率遠高于傳統光源，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

ALED燈屬于固體冷光源，通電后電子通過PN結到達P區與空穴復合，從而激勵光子而發光。LED發光體內沒有移動的部分，光源用環氧樹脂封裝，能有效地抵抗汽車的劇烈振動，可在-30～50℃的環境下正常工作。由于發光體內沒有燈絲，不需要通電燒熱燈絲來發光，發熱量很小，故泛稱為“冷光源”。

發光二極管LED燈的發光效率較高，可達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。傳統光源的發光效率低，是因為光源消耗的電能大部分變成熱能損耗了，使發光體的溫度升高，所以大多燈具均需裝散熱裝置。

LED燈雖是半導體冷光源，但在發光過程中核心部分仍處于異常高溫的狀態，仍有一半多的電能轉為熱能，同樣會造成LED燈因高溫而損壞。LED燈的熱源有兩個部分：其一是發光的LED芯片，轉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化為熱能；其二是驅動電路，多用恒流源或限流裝置，電路有較多的電子元器件，工作時同樣要消耗電能，最終也轉化為熱能。故散熱問題也是LED燈具需要考慮的，否則散熱不良就會影響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)，但裝專門散熱板會增大汽車燈具的體積和重量，故往往在LED電路中裝NTC或PTC熱敏電阻進行保護。

圖1 LED燈具的金屬散熱板

PTC正溫度系數熱敏電阻串聯在LED電路中，正常狀態時阻值很小，流過PTC的電流小，不會影響電路的正常電壓。但當電流超過額定電流，或燈具工作時間較長，溫升使PTC阻值增至高阻態時，會限制或阻斷電流，以保護電路不受損壞。

在大眾車系的LED燈具電路中，設有負溫度系數NTC熱敏電阻，專用于溫度的監控(圖2)。LED燈是密封的燈具，產生的熱量不易散發出來，如果出現溫度過高的情況，NTC則會通過控制裝置自動降低LED燈的電流，來保護LED光源。