电子产品世界

5、 汽车前灯照明：LED是一种投射式光源，很容易联想以大功率白光LED作为汽车前照光源。目前正在大力推广并 将成为标准头灯光源配置的是35W氙气金卤灯，其系统输入功率为42W，输出光通量为3200~3500lm。若改用LED作前照光源，即使以 70lm/W的光效计需要总功率为50W的白光LED，在目前情况下大功率白光LED产品的单粒输入功率为1W，最大为3W。而10W/粒的LED必须由 实验室专门制作，即使采用10W/粒的LED也需4~5粒，即使不考虑其价格，如此大功率LED p-n结所耗散的热能在30~35W以上，将如此大的热 耗即时导走，以保持其p-n结温度在合理范围是一个难题，如果不能解决这个问题，LED汽车头灯只能是样板车，很难实用推广。将D1S型车用氙气金卤灯安 装在灯具中，灯具环境温度为25℃，平衡时实测的灯总输入功率为35±0.3W，去除可见、红外、紫外辐射，其余功率主要耗于电弧管加热。即使如此，其灯 头表面温度为185℃。在这样的静态实验中灯头温度已如此之高，在汽车行驶时灯箱体中的温度在85℃左右，灯头温度更将上升，在这样的条件下若采用LED 作灯头，灯头温度必定远超200℃。LED自身温度必定更高，如此高的p-n结温度不仅LED自身难以承受，而将LED发射的蓝光或近紫外光转换为白光的 荧光粉更难以长期承受这样的高温，由此造成的LED的光衰和寿命是难以接受的。在如此高的环境温度中采用气流冷却LED是毫无效果的。为使LED能真正成 为汽车头灯并得到用户认可必须做到其使用寿命不低于3000小时，而各项性能参数必须满足使用要求，为此在目前条件下可以采取以下措施：

a、 采用致冷装置使LED的p-n结强迫冷却。单纯加大散热器和强制气流冷却是不可能使LED有效降温的，因为周围环境温度太高了。但这样的措施将使灯的系统光效大幅度下降。

b、 改变动力装置，采用电力驱动，因为电动机运转时的工作温度比燃气机低得多，在较低的环境温度下可以通过加大散热装置，采用强气流冷却、降低LED温度以保证其正常运转工作条件。

c、 改变汽车结构将动力装置从车头移到车尾，以降低LED头灯附近的环境温度，从而可以采用常规气流冷却方法，使LED的工作温度降低。

d、 发明新的能在高温下正常工作的LED芯片材料和结构，以及相匹配的能在高温下正常运转的高转换效率荧光粉。

Ⅵ　结论

白光LED将会成为新一代的高效节能光源，并大量取代常规照明光源中的某些品种或某些领域中的应用。但它将在很长一段时间中与现在的大部分照明光源共 存，那时白炽灯、卤素灯在普通照明领域将大幅减少。在可见将来白光LED将会在小功率照明领域与紧凑型荧光灯并存，视发展情况而彼此消长。但是最近 5~10年以内，白光LED必须大幅度提高其产品的性能，提高单粒功率和光效。特别是如何设计出有效散热措施以降低p-n结温度，延缓荧光粉的老化和光 衰，当然更高效能承受更高温度的荧光粉的研发也应当是努力的一个重要方面。

我们期待白光LED在结构、技术，工艺和材料方面能有 新突破。目前的对LED进行改良的常规传统途径可能需要很长时间才能使白光LED达到大面积推广并用于普通照明的性能指标。当然即使在白光LED大面积使 用于常规照明之后仍将是多种光源共存的时代。白光LED是不可能取代所有光源的，特别是一些大功率高性能和特殊用途的光源。

我们 相信，白光LED终将有一天会像当年半导体电子器件取代大部分真空电子器件，半导体激光器取代大部分气体激光器一样脱颖而出。当然，正像那些半导体器件一 样在可见将来白光LED也不可能成为唯一照明器件。“2010年白光LED将会全面取代紧凑型荧光灯”的预言是无知而荒唐的。

关键词： 固态照明 白光 LED