ENGINEERING AND TECHNOLOGY IN TRANSPORT Diagnostics and repair
LED фаровете хвърлят изключително интензивна светлина с много малко консумация от електрическата система на вашия автомобил. Сега, когато те тръгват към следпродажбения пазар, можете да си купите обикновен плъгин „LED комплект за модернизиране“, който направо сменя вашите халогенни крушки.В момента светодиодите са в процес на подмяна на класическите крушки в съвременните превозни средства. Те осигуряват не само висока светлинна ефективност и повишена безопасност, но и добър дизайн и голямо ниво на потенциал за икономия.
ОСНОВНИ ПРИНЦИПИ
Светоизлъчващият диод се нарича още луминесцентен диод или накратко – LED. LED означава „светлинен диод“, тъй като превръща електрическата енергия в светлина. Физически това е източник на студена светлина и електронна полупроводникова компонентна част в оптоелектрониката. Неговата проводимост се намира между проводниците (например метали, вода, графит) и непроводимите материали (напр. Неметали, стъкло, дърво).
Структура
Светодиодите се предлагат в най-широката гама от размери, дизайн и цветове, в зависимост от изискванията. Класическият вариант (стандартен светодиод) има цилиндрична форма и е затворен от полукълбо на мястото, където се излъчва светлината.
Простите светодиоди се състоят от следните компоненти
- LED чип
- Рефлекторна тава (с контакт към катода)
- Златна тел (контакт с анод)
- Пластмасова леща (комбинира и държи компоненти)
Малък и издръжлив – Диодът с висока производителност
Високопроизводителните диоди притежават голяма метална заготовка, която позволява по-добро регулиране на топлината. Тъй като топлината се разсейва по-лесно, през диода може да тече повече ток, излъчването на светлина обхваща повече площ, а светлинният изход е по-голям. В сравнение с обикновен 5 мм светодиод, топлинната устойчивост е намалена десетократно. На практика това означава, че високоефективен диод, като Luxeon Rebel, има квадратна емисионна площ от около 1 мм и ефективност от около. 40-100 лумена. Мощността на нормален 5 мм стандартен светодиод бледнее в сравнение с този. С размер от 0,25 мм и мощност по-малка от 0,1 W и 20-30 mA, той достига ефективност само от 1-2 Lumen. Малкият, плосък дизайн на светодиоди предлага значителна свобода на движение за новаторски дизайн на продуктите.
Дизайни
Има различни видове и дизайн на светодиоди. Според областта на приложение те се различават по структура, мощност и експлоатационен живот. Сред най-важните са:
Светодиоди
Оловните светодиоди са предшествениците на всички светодиоди и се използват главно за контролни цели. В наши дни те се използват като комбинация от няколко светодиода в LED прожектори, флуоресцентни тръби или модули. Предлагат се в размери 3, 5 и 10 мм. Разпознавате катода, отрицателния полюс на оловен светодиод, по това, че е по-къс от анода (положителен полюс) и че пластмасовото покритие е сплескано. Изходният ъгъл на светлината се определя от формата на лещата на корпуса.
SuperFlux
SuperFlux светодиодите са по-мощни от обикновените светодиоди и имат до четири чипа (полупроводникови кристали). Сред често използваните модели са „Piranha“ и „Spider“. Те предлагат широк ъгъл на лъча и се използват особено за осветление на зоната, тъй като светлината се излъчва върху дадена зона. Доброто разсейване на топлината се постига чрез четири контакта, които могат да бъдат контролирани индивидуално. Структурата на High Flux гарантира дълъг експлоатационен живот и ги прави ефективен източник на светлина, който може да се използва универсално.
SMD
SMD означава „Повърхностно монтирано устройство“, което означава, че този диод се използва повърхностно. SMD светодиодите обикновено се състоят от три до четири чипа и имат контакти на спойка, които са споени към печатната платка или свързващата повърхност. По отношение на плътността на тока, те са относително нечувствителни и следователно могат да блестят интензивно. Има много версии на SMD светодиоди. Размерът, формата на корпуса и силата на светещия поток могат да се избират променливо. Те се използват в комбинация с други SMD светодиоди в LED флуоресцентни тръби или модули. В автомобилната индустрия те се използват предимно за пътепоказатели, стоп лампи или дневни светлини.
High-power LEDs
Светодиодите с висока мощност са мощни и здрави светодиоди, които могат да работят при токове от 1000 mA при идеални работни условия. Те често се използват на платки с метална сърцевина. Техният необичаен дизайн поставя повишени изисквания към термичното управление.
Chip On Board“ LED
Светодиодът „Chip On Board“ (COB) е най-модерният светодиод. Той има това име, защото е директно прикрепен към платката. Това се постига чрез така нареченото „групиране“, което прикачва чипове, но напълно автоматичен процес върху позлатената платка. Контактът с противоположния стълб се осъществява чрез златна или алуминиева жица. Тъй като COB светодиодите не използват отражатели или оптични лещи, ъгълът на лъча на излъчената светлина е много широк. Най-големите предимства на COB технологията са високата осветеност, хомогенната осветеност и многобройните области на приложение.
От какво се състоят светодиодите?
По принцип светодиодът се състои от няколко слоя полупроводникови съединения. Полупроводниците, като силиций, са материали, чиято електропроводимост е между проводниците, като металите сребро и мед, и непроводящи материали (изолатори), като PTFE или кварцово стъкло. Проводимостта на полупроводниците може да бъде силно повлияна от специфичното въвеждане на електрически ефективни външни вещества (чрез процес, известен като допинг). Различните полупроводникови слоеве заедно образуват LED чипа. Типът структура на тези слоеве (различни полупроводници) има решаващо значение за светещия добив (ефективността) и светлия цвят на светодиода.
Ако ток тече през светодиода в посока на потока (от анод + към катод -), се създава (излъчва) светлина.
N-легиран слой се приготвя чрез включването на чужди атоми, така че да има излишък от електрони. В p-легирания слой има само малък брой от тези носители на заряд. Това създава така наречените електронни дупки (пропуски в лентата). Когато напрежение (+) се прилага върху п-легирания слой и n-легиран слой (-), носителите на заряда се движат един към друг. На pn кръстовището се извършва рекомбинация (където противоположно заредените частици се комбинират, образувайки неутрално образувание). Този процес освобождава енергия под формата на светлина.
Електрически свойства – защо твърде много ток е вреден
Ако напрежението се приложи към светодиод, съпротивлението пада до нула. Светодиодите са изключително чувствителни компоненти и ако допустимият ток е надвишен дори от малко количество, те могат да бъдат унищожени. Затова е важно никога да не свързвате светодиоди директно към източник на напрежение. Те могат да бъдат свързани само ако в схемата е вграден ограничител на ток или серия резистор. Светодиодите с висока мощност се управляват чрез електронен баласт, който осигурява постоянен ток. За да изчислите серийния резистор RV, трябва да знаете общото напрежение, подаденото напрежение и подадения ток.
LED управление
Тъй като светодиодите изискват само малко ток, те вече светват, когато приемат само част (няколко mA) от разрешения ток. Това често е достатъчно, за да осигури достатъчно светлина. Както вече споменахме, има различни начини за работа на светодиоди, в зависимост от областта на приложение.
Бъдещето на светодиода – оптимални условия за осветление за превозни средства
В момента, поради високата си цена, светодиодът се използва от автомобилната индустрия само в премиум сегмента, но в дългосрочен план ще стане стандарт. Това е така, защото в допълнение към икономическите причини съществуват главно технически аргументи за използването на светодиоди в стандартното производство. Светодиодите предлагат страхотна функционалност, технически характеристики и оптимални резултати от осветлението. Те поддържат спестяване на енергийни ресурси и осигуряват повече безопасност в движението. Освен това цветът на светлината на дневната светлина позволява приятно и субективно засилено възприемане на светлината. Пазарът на LED за светлини и фарове трайно ще се развива в две посоки: За едно нещо, премиум сегментът ще придобие значение; тя изисква висока функционалност, комбинирана с отлична светлинна мощност. От друга страна, икономически и екологично мотивираният сегмент ще се насърчава повече; тя изисква както ниска консумация на енергия, така и евтини решения. Силно развити, функционални, икономични – светодиодите могат да предложат много.
LED оптика в автомобилите
Има различни методи за насочване на светлината в определена посока. Най-важните методи за насочване на светлината в автомобилното осветление са отражение, пречупване и хибрид (комбинация от отражение и пречупване).
Комбинираните LED модули генерират светлината
Тъй като светодиодите изискват само малко ток, те вече светват, когато приемат само част (няколко mA) от разрешения напред ток. Това често е достатъчно, за да осигури достатъчно светлина. Както вече споменахме, има различни начини за работа на светодиоди, в зависимост от областта на приложение. Ето три от тези начини.
ТЕРМАЛНО УПРАВЛЕНИЕ: ОСНОВНИ ПРИНЦИПИ
Термичното управление играе решаваща роля при използването на светодиоди, тъй като тези съставни части реагират много чувствително на топлина. Светодиодите са източници на студена светлина, тъй като излъчват светлина, но на практика нямат UV или IR лъчение. Излъчената светлина е студена и не загрява осветени предмети. Светодиодът обаче се нагрява чрез процеса на създаване на светлина. До 85% от енергията се преобразува в топлина. Колкото по-ниска е температурата, толкова по-ярко и дълго свети LED. Следователно винаги трябва да се осигурява подходящо охлаждане. В допълнение към топлината, произведена от светодиода, за фарове или лампи трябва да се вземат предвид и други източници на топлина, като топлина от двигателя. Следователно, в зависимост от светодиода и предназначението му, днес се използват различни техники за увеличаване на топлопреминаването или разсейването.
Примери
а) Завършен радиатор
б) Защитен радиатор с щифт
в) Радиатор
Освен това обикновено е възможно регулирането на тока за светодиодите. При екстремни условия мощността на светодиода може да бъде намалена до определено ниво, за да се намали производството на топлина. За да се подобри допълнително охлаждането, циркулацията на въздуха се повишава чрез аксиални или радиални вентилатори между охлаждащите елементи.
ПРЕДИМСТВА
Светодиодите са по-добри в няколко аспекта. Те могат да бъдат по-скъпи за закупуване от обикновените крушки или халогенни крушки, но използването им се изплаща за кратко време. По-специално автомобилната индустрия използва положителните характеристики на светодиода и го използва все повече в новите превозни средства поради следните предимства:
| Източник на светлина | Светлинен поток [lm] |
КПД [lm / W] |
Цветна температура [K] |
Осветеност [Mcd / m2] |
|---|---|---|---|---|
| Конвенционална крушка W5W | ~ 50 | ~ 8 | ~ 2700 | ~ 5 |
| Халогенна крушка H7 | ~ 1100 | ~ 25 | ~ 3200 | ~ 30 |
| Газов разряд D2S | ~ 3200 | ~ 90 | ~ 4000 | ~ 90 |
| LED 2,5 вата | ~ 120 (2010) ~ 175 (2013) |
~ 50 (2010) ~ 70 (2013) |
~ 6500 | ~ 45 (2010) ~ 70 (2013) |
Основни предимства
- Ниска консумация на енергия
- Дълъг експлоатационен живот
- Устойчив на вибрации
- Намалено натрупване на топлина
- Без разходи за поддръжка или почистване
- Добро ограничение на отблясъците
- Инерционно превключване и модулация
- Висококачествена светлинна проекция
- Многобройни дизайни (могат да се използват почти навсякъде)
- Индивидуална конфигурация на източника на светлина
- Температурата на светлината остава по време на затъмняване
- Светлият цвят може да се регулира
- Ниски производствени разходи
- Увеличена светлинна мощност на чип
- Изключително малко дефекти
- Много компактни размери
- Без UV или IR лъчение
- Ниска консумация на енергия
- Насочена светлина – ламбертианов радиатор с ъгъл на лъча 120 °
- Висока наситеност
Оптимизиране на консумацията на енергия и възможни спестявания чрез използване на светодиоди
Защитата на околната среда и увеличаването на цените на горивата са и най-убедителните аргументи, показващи, че спестяването на енергия е по-важно от всякога в наши дни. Когато купуват ново превозно средство, потребителите сега се фокусират ясно върху разхода на гориво. Въпреки че често те пренебрегват потенциалните спестявания, свързани с енергийните изисквания на системата за осветление на автомобила.
Спестяване на гориво чрез комбинация от различни източници на светлина
| Конфигурация на превозното средство (фар / задна светлина) | Разход на гориво [l / 100 km] | Емисии на CO2 [kg / 100 km] | Намалете |
|---|---|---|---|
| Халоген / конвенционален | ~ 0,126 | ~ 0,297 | – |
| Ксенон / LED | ~ 0,077 | ~ 0,182 | 39% |
| LED / LED (потенциал за 2015 г.) | ~ 0.051 | ~ 0.120 | 60% |
Разход на гориво и емисии на CO2 за средно време на работа на осветителната система
| Дневна светлинна система | Разход на гориво [l / 100 km] | Емисии на CO2 [kg / 100 km] | Намалете |
|---|---|---|---|
| Халогенни фарове | ~ 0,138 | ~ 0,326 | – |
| LED (отделна дневна светлинна функция) | ~ 0,013 | ~ 0,031 | 91% |
Допълнителен разход на гориво и емисии на CO2 за дневни светлини
| Сравнение на източници на светлина | Разход на гориво |
|---|---|
| Конфигурация на халоген / нажежаема крушка | 0,10 – 0,25 л / 100 км |
| Ксенонова / LED конфигурация | 0,05 – 0,15 л / 100 км |
| Пълна LED конфигурация (Потенциал 2015) | 0,03 – 0,09 л / 100 км |
Разход на гориво в зависимост от конфигурацията на осветлението (OE автомобил)
Намален спирачен път
Броят на превозните средства по пътя се увеличава в световен мащаб. Повишената плътност на движението по пътищата води до по-чести сблъсъци отзад. За да избегне това, водачът трябва да възприема светлинни сигнали бързо. Докато конвенционалната крушка с нажежаема жичка се нуждае от 0,2 секунди, за да светне, светодиодът реагира незабавно. Не изисква фаза на загряване и светва веднага, след като педалът на спирачката е натиснат. По този начин задното превозно средство може да реагира по-бързо на спирачното действие на автомобила отпред.
Пример
Две превозни средства шофират в една и съща посока със скорост 100 km / h (безопасно разстояние 50 m). Превозното средство е с предни спирачки, а водачът на второто превозно средство реагира на светодиодите, които светват веднага и спира почти в същия миг. Това намалява спирачния път с почти 5 м и представлява огромно увеличение на безопасността.
Важни неща, които трябва да знаете, преди да преминете към LED фарове
Има няколко аспекта, които трябва да имате предвид, когато избирате фарове за вашия автомобил. За начало първо трябва да разберете различните компоненти на фаровете, разликите между запечатаните фарове и крушките на фаровете, заедно с плюсовете и минусите на тези крушки. Един от по-важните фактори, които трябва да имате предвид, преди да закупите автомобилни фарове, е да гарантирате, че моделът е съвместим с вашия автомобил. Също така трябва да сте сигурни, че фаровете са безопасни, спазвайте законите и е подходящо, когато пътувате.
Легалност на фаровете за автомобили
Трябва също да проверите дали LED фаровете могат да се използват законно на пътищата. Например, не можете просто да замените халогенните фарове с HID крушките.
Съвместимост на автомобила и фаровете
По-важният фактор за повечето купувачи, когато купуват нови фарове, е да се уверят, че LED фаровете са съвместими с автомобила, в който шофират. Въпреки че в повечето случаи тези фарове са проектирани така, че да са подходящи за различни модели, които включват h1, h3. H7 и повече, важно е да сте проучили този въпрос, за да избегнете покупка, която не си заслужава. Ръководството за употреба на вашия автомобил ще предостави информация или номера на модела, отбелязани на съществуващите ви крушки.
РЕГУЛИРАНЕ И ПОДМЯНА НА LED ФАРОВЕ
Изискванията за осветление на превозното средство непрекъснато се увеличават, което поставя високи изисквания към системите за осветление на автомобила. LED фаровете с иновативни функции за осветление са интегрирани в системите на съвременните модели автомобили. Функциите се контролират от контролни блокове от по-високо ниво. Дори и на пръв поглед проста подмяна на фар изисква специални работни стъпки, за да се извърши професионална диагностика и ремонт.
