Светодиоды, или светоизлучающие диоды (СИД, в английском варианте LED — light emitting diode) — полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока (рисунок 1). Работа основана на физическом явлении возникновения светового излучения при прохождении электрического тока через p-n-переход. Цвет свечения (длина волны максимума спектра излучения) определяется типом используемых полупроводниковых материалов, образующих p-n-переход. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его цветовые характеристики зависят от химического состава использованного в нем полупроводника. Основными параметрами светодиодов являются мощность (мощные светодиоды предполагают мощность 1–100 Вт.), цветовые характеристики (сверхяркие светодиоды могут иметь зеленый, синий и иные цвета), угол освещения, нагрев, вес и энергопотребление (мощные светодиоды обычно более энергозатратны, чем обычные) [1].
Рис. 1. Схема светодиода
Светодиодные лампы для автомобиля имеют мощность 30 Вт, освещенность 3600 лк (сопоставимо с ксеноновой лампой) и время работы до 30 000 часов. Стоимость мощных светодиодных ламп составляет от 4 000 рублей за пару. Это обусловлено, что чем меньше мощность светодиодной лампы, тем хуже она освещает. Ставить дешевые светодиодные лампы в ближний свет или противотуманки — бессмысленно. Светодиоды светят, но не освещают. Не стоит думать, что дешевые светодиоды хорошо светят [2].
1. Устройство светодиодных световых приборов
Для использования в целях освещения светодиоды должны быть объединены в систему, включающую оптику, драйверы, источники питания и теплоотводы. Все названные компоненты присутствуют в световом приборе (рисунок 2).
Рис. 2. Светодиодный световой прибор
Светодиодный световой прибор представляет собой систему, состоящую из светодиодов, источников питания и преобразователей напряжения, драйверов светодиодов, цепей контроля и управления, устройств для отвода тепла, а также линз и других оптических устройств для смешивания, рассеивания и выведения света [3].
2. Преимущества и недостатки светодиодных фар
Преимущества:
– Долгий срок службы (от 25 до 50 000 часов работы, для примера галогеновые лампы служат 500 часов, ксенон — 2500 ч)
– Низкое энергопотребление (потребляемая мощность 3,5 Вт; галоген потребляет 55 Вт, а ксеноновые лампы — 35 Вт)
– Возможность создания адаптивных фар, что у галогенных ламп невозможно в принципе, а у ксенона выходит дорого и сложно.
– Свет светодиодных фар близок к естественному свету.
Недостатки:
– Пока что дорогие, но существенно дешевеют.
– Необслуживаемые, если светодиоды перегорели, то заменяется фара в сборе целиком.
– Сложная конструкция, которая требует дополнительного охлаждения.
– Без системы управления светят слабо (чуть хуже, чем обычные галогенные лампы).
Ещё одним немаловажным моментом является и то, что на светодиодные лампы не влияет воздействие вибраций и они не выйдут из строя в процессе эксплуатации Вашего автомобиля или мотоцикла. Они лишены элементов, подобных нитям галогенных ламп, которые могут деформироваться или порваться.
Качественные светодиоды имеют большой срок службы и устанавливаются на автомобили премиум сегмента. Не стоит путать светодиодные лампы со светодиодными фарами. Последние имеют систему управления с “мозгами” и дополнительные вентиляторы охлаждения. Стоимость их составляет от 30 000 рублей (без адаптивной системы) до нескольких сотен тысяч рублей [5].
3. Распределение света
Рис. 3. Диаграмма распределения света
Разница состоит в наличии адаптивного блока управления. Он управляет фарой и может самостоятельно включать и выключать дальний свет. Точнее, сама фара состоит из нескольких светодиодов, которые отвечают за освещение определенного участка дороги. Если пройдет встречная машина, то фара самостоятельно выключит нужные светодиоды. В повороте, наоборот включит дополнительные секции светодиодов.
Главным фактором при управлении автомобиля является безопасность. Светодиодные фары в сравнении с фарами другого типа обеспечивают большую безопасность водителя и его пассажиров, освещая их путь. Нить накала набирает свою мощность за 0,3 секунды, а светодиод за 50 нано секунд, что для нашего человеческого глаза просто равно нулю. На скорости более 100 км/ч такая разница может дать выиграть Вам лишние 5 метров для маневрирования или резкого торможения. А ведь именно это и играет важнейшую роль в предотвращении многих ДТП.
Светодиодные лампы не нагреваются до экстремальных температур, в них отсутствует газ, так что они полностью экологичны и пожаробезопасны. А отсутствие УФ и ИФ сохраняет пластмассовые элементы многих современных фар. Конечно найдётся в этой бочке полной мёда и ложечка дёгтя в виде недостатков. Первым и, пожалуй, основным минусом является стоимость.
Но прогресс не стоит на месте и цена на светодиоды будет падать пропорционально возрастанию их яркости. Вторым минусом является боязнь светодиодов высоких температур, конечно это не относится к вариантам в изоляционном исполнении. и Ваше желание помогут изменить внешность Вашего автомобиля в лучшую сторону, что ласт эстетическое наслаждение от созерцания более насыщенного, яркого и чистого освещения. Выбор только за Вами! [4].
Литература:
- С. Л. Бухарин // Методические указания: «Специальные источники света» 2011 г.
- Справочник // Светодиодное освещение. Принципы работы, преимущества и области применения. // Автор: Джонатан Вейнерт, иллюстрации: Чарльз Сполдинг.
- [Электронный ресурс]: http://amastercar.ru/blog/budushhee-za-svetodiodnymi-farami.html (Дата обращения: 03.04.2016, режим доступа свободный)
- Чижков Ю. П., Акимов С. В. Электрооборудование автомобилей: Учебник для вузов — М.: Издательство “За рулем”. 2005. — 335 с.
- Справочник по светотехнике под ред. Ю. Б. Айзенберга, 3-е изд. перераб. и доп. — М: Издательство “Знак”. 2007. — 972 с.
