LED'er er i øjeblikket ved at afløse de klassiske glødepærer i moderne motorkøretøjer. De giver ikke blot større lysudbytte og større sikkerhed, men også større spillerum for design samt stort potentiale for energibesparelser. Tekniske interesserede kan på denne side få stillet deres videbegær om grundprincipperne for LED-teknikken i motorkøretøjer. Desuden får du at vide, hvad man skal være opmærksom på ved moderne LED-forlygter.
Lysdioden betegnes også som luminiscens-diode, og forkortes LED. LED står for „Light Emitting Diode“ (lys-emitterende diode), da den omdanner elektrisk energi til lys. Rens fysisk er den en kold lyskilde og en elektronisk halvleder-komponent i en opto-elektronikenhed, og den har en ledningsevne, der ligger mellem ledere (f.eks. metal, vand, grafit) og ikke-ledere (f.eks. ikke-metaller, glas, træ).
Der findes mange forskellige typer og udformninger af lysdioder. Afhængigt af driftsområde adskiller de sig i opbygning, effekt og levetid. Til de vigtigste LED'er hører:
Forløberen for alle LED'er er de ledningskoblede lysdioder, der fortrinsvis benyttes som kontrollamper. De benyttes i dag også i kombination med flere LED'er som LED-spots, lysstofrør, -moduler og rør. De fås i størrelserne 3, 5 og 10 mm. Katoden, minuspolen i en ledningskoblet LED kan kendes på, at den er kortere end anoden (pluspolen), og at plasthuset er fladt. Lysets udgangsvinkel defineres af husets linseform.
SuperFlux-LED'er, der har op til fire chips (halvleder-krystaller), er kraftigere end enkle, ledningskoblede LED'er. Blandt de hyppigt benyttede modeller er „Piranha“ og „Spider“. De udmærker sig i kraft af en stor udstrålingsvinkel og benyttes især til belysning af flader, da lyset udstråles plant. De har en god varmebortledning via fire kontakter, der kan aktiveres enkeltvis. Opbygningen af High Flux sikrer en lang levetid og gør dem dermed til en effektiv lyskilde, der kan benyttes universelt.
SMD står for „Surface Mounted Device“ og betyder, at denne diode benyttes til overflademontering. SMD LED'er består oftest af tre til fire chips og har loddeflige, der loddes på den pågældende printplade eller tilslutningsflade. De er relativt ufølsomme mht. strømtæthed og kan derfor lyse intensivt. SMD LED'er findes i mange forskellige udførelser. Størrelse, husets form og lysstrømmens intensitet kan vælges variabelt. De benyttes i dag også i kombination med andre SMD-lysdioder i LED-lysstofrør eller -moduler. I automobilindustrien benyttes de først og fremmest til blink-, stop- og kørelys .
High-Power-LED'er er kraftige og modstandsdygtige lysdioder, der kan anvendes med en strøm på 1000 mA under optimale driftsbetingelser. De bliver primært brugt til metalkerne-printplader. Deres usædvanlige udformning stiller høje krav til termokontrollen.
„Chip On Board“-LED (COB) er den højest udviklede lysdiode. Navnet skyldes, at den monteres direkte på printpladen. Det gøres ved hjælp af „bundtning“, hvor chipsene fastgøres fuldautomatisk på den forgyldte printplade. Kontakten til den modsatte pol sker via en tråd af guld eller aluminium. Da der ikke benyttes reflektorer eller linseoptik til COB-LED'er, er vinklen for det udstrålede lys meget stor. De største fordele ved COB-teknologien er den store lysstyrke, den homogene lysfordeling og de mange forskellige anvendelsesformål.
LED har pga. af de høje anskaffelsesomkostninger indtil videre kun været brugt luksussegmentet af bilindustrien, men på længere sigt vil det sprede sig til de andre segmenter. Foruden de økonomiske aspekter taler især tekniske grunde for at seriemontere LED-lygter.
Lysdioder er attraktive på grund af funktionalitet, tekniske præstationer og optimale lysforhold. De bidrager til at skåne energiressourcerne og giver større sikkerhed i trafikken. Desuden giver den dagslyslignende farve for lyset en behagelig og subjektivt større lysopfattelse.
LED-markedet for lygter udvikler sig permanent i to retninger: På den ene side får luksussegmentet større betydning, hvilket kræver høj funktionalitet med fremragende lyseffekt. På den anden side bliver de økonomiske og økologiske aspekter vigtigere, hvilket ud over et lavere energiforbrug også forudsætter prisbillige løsninger. Højtudviklet, funktionel, økonomisk - LED byder på mange muligheder.
There are different methods for directing light into a particular direction. The most important methods of directing light in automotive lighting are reflection, refraction, and hybrid (combination of reflection and refraction).
Da LED'erne kun bruger meget lidt strøm, lyser de allerede, blot de kun får en brøkdel (få mA) af den tilladte gennemgangsstrøm. Det er som regel nok til at give et tilstrækkeligt lys. Som nævnt tidligere findes findes der forskellige muligheder at anvende LED'er på alt efter opgaven. Nedenfor er tre af disse muligheder beskrevet.
Termokontrollen spiller en afgørende rolle ved anvendelsen af lysdioder, da disse komponenter er meget varmefølsomme.
Lysdioder er kolde lyskilder, da de udsender lys, men næsten ingen UV- eller IR-stråling. Det udsendte lys virker køligt, og det opvarmer ikke de genstande, som det rammer. LED'en opvarmes dog af lysgenereringsprocessen. Op til 85 % af energien omdannes til varme. Jo lavere temperaturen er, jo kraftigere og længere lyser LED'en. Der skal derfor sikres tilstrækkelig køling. Ud over den varme, som LED'en selv producerer, skal der i lygterne også tages højde for andre varmekilder så som motorvarme, solindstråling etc. Derfor benyttes der også forskellige teknikker til at forbedre varmeoverføringen hhv. varmebortledningen, alt efter LED og anvendelsesformål.
Lysdioder er attraktive i flere henseender. Selvom anskaffelsen er dyrere end normale gløde- eller halogenpærer, betaler de sig allerede efter kort tid. Specielt i automobilbranchen udnyttes de positive egenskaber ved LED, og de benyttes mere og mere i nye køretøjer af følgende grunde:
| Lyskilde | Lysstrøm [lm] | Effektivitet [lm/W] | Farvetemperatur [K] | Lysintensitet [Mcd/m2] |
| Konventionel glødepære W5W | ~ 50 | ~ 8 | ~ 2700 | ~ 5 |
| Halogenpære H7 | ~ 1100 | ~ 25 | ~ 3200 | ~ 30 |
| Gasudladningspære D2S | ~ 3200 | ~ 90 | ~ 4000 | ~ 90 |
| LED 2,5 watt | ~ 120 (2010) ~ 175 (2013) | ~ 50 (2010) ~ 70 (2013) | ~ 6500 | ~ 45 (2010) ~ 70 (2013) |
Miljøbeskyttelse og stigende brændstofpriser er de to væsentligste argumenter for, at energibesparelser er mere i fokus end tidligere. Opmærksomheden ved nyindkøb af et køretøj er i dag klart på brændstofforbruget. Dog bliver det mht. besparelsesmuligheder ofte glemt, at køretøjets lys og lygter har indvirkning på køretøjets energibehov.
| Køretøjskonfiguration (forlygter/baglygter) | Brændstofforbrug [l/100 km] | CO2-emission [kg/100 km] | Reduktion |
| Halogen/konventionel | ~ 0,126 | ~ 0,297 | - |
| Xenon/LED | ~ 0,077 | ~ 0,182 | 39% |
| LED/LED (potentiale for 2015) | ~ 0,051 | ~ 0,120 | 60% |
Brændstofforbrug og CO2-emission ved gennemsnitlig driftstid for lygterne
| TFL-system | Brændstofforbrug [l/100 km] | CO2-emission [kg/100 km] | Reduktion |
| Halogen-forlygter | ~ 0,138 | ~ 0,326 | - |
| LED (separat TFL-funktion) | ~ 0,013 | ~ 0,031 | 91 % |
Yderligere brændstofforbrug og CO2-emission til kørelys (TFL)
| Sammenligning af lyskilder | Brændstofforbrug |
| Halogen-/glødepære-konfiguration | 0,10 – 0,25 l /100 km |
| Xenon-/LED-konfiguration | 0,05 – 0,15 l /100 km |
| Fuld-LED-konfiguration (potentiale for 2015) | 0,03 – 0,09 l /100 km |
Brændstofforbrug alt efter belysningskonfiguration (OE-bil)
Generelt kan LED-forlygter indstilles med et normalt lygteindstillingsapparat. LED-forlygter med kun en optisk linse (nærlys) behandles lige som andre forlygter med kun én lyskilde ved kontrol og indstilling af lysfordelingen . Der skal tages højde for et specielt forhold i forbindelse med visse forlygter med flere lyskilder. På grund af udformningen af en del forlygter er justeringsapparatets samlelinse ganske enkelt for lille til at opsamle det udsendte lys fra alle nærlysets LED'er. I sådanne tilfælde er det vigtigt at vide, hvilke LED'er der hører til de enkelte lysfunktioner.
Ved forberedelse af bilen skal fabrikantens anvisninger altid følges! Det ses klart i forbindelse med nærlyset på Audi A8. Som det allerede er anført, genererer tre lodret placerede LED'er både en symmetrisk og en asymmetrisk del af nærlyset.
Derfor skal indstillingsapparatet rettes ind i forhold til disse linser. Hvis lygteindstillingsapparatet er rettet ind i henhold til forskrifterne, kan lysfordelingen indstilles på sædvanlig vis.
