LED頭燈泡採購要領 可別把愛車給燒了 !?

圖/童國輔、飛利浦車燈
協力/飛利浦車燈、東杰貿易、君威車燈
 
看著這麼多關於LED頭燈泡的優點介紹,相信大家應該都會想換裝,不過要怎麼挑選一組合適的LED頭燈泡,卻是一門學問,因為它不單是燈泡,還是電子元件,沒有挑到對的產品,不只晚上照不夠亮,嚴重時還有可能發生電子干擾,甚至是火燒車的情況。
 
LED是電子元件
與燈泡有很大差異


大家或許都以為車燈只要亮就好,其實是錯的觀念,在歐盟、美國與台灣的車輛檢驗安審單位,對於車燈的檢驗有著相當嚴謹的規範,這些規範都是用來確保車燈照明可應付各種不同的路況與環境,同時又不能使對向來車造成眩光,還能看清楚路旁的指示牌,因此LED想要成為車燈燈泡,其中所涉及的設計結構,可不是想像中容易。


LED本身是電子元件,只是因為通電會發光,所以才能應用在車燈照明上,本質跟一發明出來就用來照明的鹵素燈泡與HID有很大不同,且製程相對於後兩者來說簡單,因此製造技術門檻其實低很多,才會使得LED頭燈泡種類這麼多。
 
就如同上述所提到的內容,LED本身是電子元件,只是因為通電會發光,所以才能應用在車燈照明上,本質跟一發明出來就用來照明的鹵素燈泡與HID有很大不同,加上LED想要成為車燈燈泡的條件除了亮度外,包含光型、遠近燈切換、照射距離、安裝於燈具後的完整度,及有限空間內的散熱能力等,都是採購LED車燈泡的考量項目,這些都需要很完整且成熟的設計與結構才能達成,可惜的是目前LED燈泡的製造工廠,除了專門生產燈泡的大廠有推出相關的產品外,包含許多不是燈泡廠的科技公司也有生產,也使得品質參差不齊的LED大燈燈泡充斥於市面上。


雖然LED三面發光能獲得最大的發光角度,但目前市面上的三面發光產品,其亮度其實不會比優質的兩面發光來得好,重點還是在整體設計是否專為車燈泡而設計。
 
LED燈泡採購重點
光型、散熱、亮度


一般來說,一組好的LED燈泡需要具備的最基本條件,就是安裝後的「光型」需與鹵素燈泡一樣,為此LED元件位於燈具內的位置,就需與鹵素燈泡的燈絲位置一模一樣,如此發射出來的光線,透過燈具電鍍面折射出來的光型才能與鹵素燈泡一樣,以符合相關的法規規定,也就是不會眩光且該照到的地方要照到。
 
建議購買前可先拆下原本的鹵素燈泡,然後與LED燈泡的遠近燈LED元件位置相互比較,確認LED元件的高度是否與鹵素燈泡的遠近燈絲相同,且至少採用左右兩面發光,如果答案是肯定的,原則上光型應該會很接近,不用擔心裝上後會使對向來車刺眼,影響行車安全。
 

採購LED燈泡的第一個要訣就是比較LED元件安裝的位置,是否與鹵素燈泡內的鎢絲一樣,如此發射出來的光線,透過燈具電鍍面折射出來的光型才能與鹵素燈泡一樣,以符合相關的法規規定,圖中左側者的發光位置已偏離許多,裝上去的光型絕對慘不忍睹。


雖然採用散熱風扇的效果最好,不過由於散熱風扇的體積不小,使得多數採用此散熱技術的LED燈泡在安裝到H1、H3、H4、H7的燈具後,會出現無法裝上防塵套/蓋的問題,好在這組Philip H7的LED產品,採用風扇可分離設計,防塵套依舊可以裝回。
 
再來則是散熱機構的設計。由於LED元件很怕高熱,高溫除了會導致LED出現光衰問題外,一旦溫度超過LED可承受的範圍,LED就會出現不可逆的變暗問題,使發光亮度大大縮減,而根據不同LED製造大廠的規範與產品特性來統計,用在車燈的LED可承受的高溫大約在攝氏120度以下,超過攝氏100度時將加速LED的劣化,且工作溫度愈高,相對LED的工作效率就愈低、愈耗電、壽命愈短,問題是高功率的LED工作溫度往往都超過攝氏100度,因此如何散熱是LED大燈燈泡製造廠需嚴肅面對的重要課題。


其實LED頭燈泡的載體厚度愈薄愈好,如此才能盡可能減少光線折射時的遮光面積,但愈薄的載體,熱傳導的效率要愈好,這非常講究材料設計。
 
對此,目前主要的散熱方式有三種,分別是配置散熱風扇、散熱銅織帶與散熱片等,散熱效率也是依次排列,雖然散熱風扇的效果最好,也是目前LED大燈燈泡的主流散熱方式,不過由於散熱風扇的體積不小,使得多數採用此散熱技術的LED燈泡在安裝到H1、H3、H4、H7的燈具後,會出現無法裝上防塵套/蓋的問題。


Philip H7的LED頭燈泡的載體應該是業界最薄的,相對於它廠產品,差異度一眼就看得出來,能做這麼薄又能兼顧散熱,除了採用風散強制散熱外,採用價格不斐的鋁鎂合金載體也是主要原因,也使其售價真的不便宜。
 
防塵套是用來隔絕灰塵與水氣進入大燈之用,尤其下雨天的引擎室內是充滿濕氣的,如果防塵套沒有裝回去的話,濕氣很容易跑進燈具內,大燈表面就會出現水氣,加上LED燈泡的工作溫度低,更不利於水氣的揮發,使得大燈出現「白內障」的情況更加嚴重,因此一定要選擇可以將防塵套裝回去的LED燈泡,才可以避免上述問題發生。


散熱銅織帶的散熱效果還不錯,不過安裝後記得把織帶撥開,以增加散熱面積。
 
當然上述無法裝回防塵套/蓋的問題,如果是H11、9005、9006規格的燈泡,就不會有上述問題,因為這三款燈泡都是採用旋入的方式來安裝於燈具上,固定座本身就設有矽膠防水環,因此更適合用來換裝LED燈泡。


雖然LED頭燈泡的工作溫度已比鹵素與HID還要低很多,不過長久處於80幾度的高溫下,塑膠燈座還是有可能會受不了而脆化或融化,使得日後拆卸時LED斷頭或黏在燈組上,因此最好選擇整顆都是金屬材質的頭燈泡會比較好。
 
至於後兩者的散熱設計則比較少見到無法加裝防塵套的問題,不過由於沒有主動散熱的設計,因此這些LED燈泡的金屬用料的導熱性好不好,就成了決定高熱能否控制得下來的關鍵,以飛利浦LED H4燈泡為例,其本身就是採用散熱片的設計,且本體還採用導熱性極佳的鋁鎂合金材質,因此能把工作溫度控制在100度以下。


事實上LED燈泡LED本身是電子元件,但運用在汽車車燈上卻有許多問題需要克服,其中包含有光源照射面積小、頭燈內容易產生霧氣與散熱結構體積大等,當然也包含穩壓器的電子抗干擾,甚至是短路斷開防止電線走火的相關設計。
 
此組產品的驅動器內,還內建功率調整機制,一旦LED溫度過高就會自動降低LED亮度與消耗功率,達到降溫效果,以確保LED燈泡的壽命。而安裝燈泡時也可將整組散熱片旋轉下來,使安裝方式與傳統鹵素燈泡相同,不論是固定鐵架或防塵套都很容易就能裝回,產品設計成熟度極高。


想要讓散熱片的散熱效果達到標準是最難設計的,不過Philip H4燈泡做到了,且還可將散熱片旋轉下來,安裝時不論是固定鐵架或防塵套都能裝回,產品設計成熟度極高。
 

換裝LED頭燈驗車[眉角]大公開 !! 掌握重點不白跑 !

圖/童國輔、飛利浦車燈
協力/飛利浦車燈、東杰貿易、君威車燈
 
相信很多車主都希望讓愛車的頭燈可以變得更亮,而LED頭燈泡是目前最可能達成此目的的產品,不過換裝後想要安心上路不被取締,就要到監理所辦理檢驗變更,而檢驗的項目到底是什麼?要怎麼樣做才能變更成功?應該是很多車主的疑問,針對這點筆者邀請了燈泡產品商與改裝廠,一起來為大家找出答案。
 
順利變更第一步
確認光型是否正確


有鑑於目前很多車輛安裝設計不良的LED頭燈泡後,出現妨礙其他用路人視線與交通安全的問題,政府去年就立法規定,要求所有換裝LED頭燈泡的車輛,需於108年7月1日前,到監理所辦理檢驗變更,過這個時間就會開始取締擅自換裝LED頭燈泡的車輛。而為了便民,因此在這個日期之前,變更前的檢驗項目就只確認光型是否符合規定,其他包含安裝地點、燈泡安審或燈具來源等,都不列入檢驗項目,因此對於想要合法擁有LED頭燈的車主來說,目前正式時候,不過事情有這麼簡單嗎?安裝任何LED頭燈泡就會過嗎?還有其他人為因素要考量進來嗎?關於這些問題,筆者會一一為大家解答。


這張圖是目前監理站檢驗LED頭燈泡時,所採用的光型確認圖,標線的上方為暗區,下方為亮區,在台灣只要頭燈打出來的光型符合其中一種,就可以通過。
 
首先想要檢驗通過,最重要的就是光型是否合格,也就是頭燈照射垂直牆面時的形狀,而可以合法通過的光型有兩種,大家可以參考圖一的標線,分別為15度非對稱式(紅線)與到Z型非對稱式(綠線),前者為參考歐盟規定,後者為美國規定,且愈來愈多歐規車型也是遵循後者,標線的上方須為暗區,下方為亮區,在台灣只要頭燈打出來的光型符合其中一種,就可以通過。此檢驗法規來源是參照聯合國歐洲經濟執委會立下的R112規範,簡稱ECE R112規範。
 
而要怎麼做才能讓光型符合上述兩種形狀呢?最重要的是要挑選設計正確的LED頭燈泡產品,挑選技巧筆者在前文-「LED頭燈泡選購要領」中有詳細介紹,在此不再贅述,有興趣的讀者不妨參閱車訊網的內容。
 

檢驗前可以先把大燈照射在牆面上確認光型,如果像這兩張圖中的光型,都是不符合規範的範例, 不用驗就知道不會過。


LED頭燈泡多半還會附有穩壓器與線組,加上引擎室內有很多會轉動的皮帶,與洗車可能進水的地方,如果沒有將穩壓器與線組固定在安全之處,可能會縮短LED頭燈組的壽命,甚至造成電線磨破而短路走火的問題。
 
檢驗費用600元
魚眼頭燈較會過


除了選擇設計精良的LED頭燈泡外,安裝廠的技術好不好也很重要,好的施工者除了安裝後會協助調整左右頭燈的照射高度與角度外,還會注意LED穩壓器與線組的固定是否安全,畢竟引擎室內有很多會轉動的皮帶,與洗車可能進水的地方,如果沒有固定在安全之處,可能會縮短LED頭燈組的壽命,甚至造成電線磨破而短路走火的問題。
 
安裝都完成後,接下來就是開到監理所進行檢驗變更,檢驗時監理站會在檢驗車道上,利用光型檢驗機來進行檢測,全部過程都是檢驗員人工操作,而光型是否符合標準,檢驗員會參照光型機上的參考圖來確認,沒問題後就可以變更行照,合法使用LED頭燈泡了,而看似簡單的過程,卻有可能因為人為操作的誤差,而造成檢驗不過的結果。


變更檢驗時監理站會利用光型檢驗機來進行檢測,全部過程都是檢驗員人工操作,而光型是否符合標準,檢驗員會參照光型機上的參考圖來確認,沒問題後就可以變更行照,合法使用LED頭燈泡。


由於光型機在檢驗時,與燈具的間隔距離、水平高度與垂直角度等,都有明確的規定要遵循,如果光型機的高度沒有調整好,就會使得檢驗時的光型水平切線太高或太低,可以請檢驗員再次確認。
 
由於光型機在檢驗時,與燈具的間隔距離、水平高度與垂直角度等,都有明確的規定要遵循,只要其中一個項目沒有對準,打出來的光型就會出現誤差,實務上比較常見的是光型機的高度沒有調整好,使得檢驗時的光型水平切線太高或太低,或是車輛在檢驗車道上沒有停直,也會導致打出來的光型不正確,如果出現這種問題,可以再請檢驗員確認,或回去請改裝廠檢查後,7日內再回來檢驗,都不需要額外付費用,只要光型沒有問題,基本上都可以通過。


光型機上的照片,就是檢驗員用來目視確認是否合格的對照圖,由於這張圖上的暗區看不到法規允許的溢光現象,使得部分換了LED頭燈泡的車主,因為出現些微的溢光而無法檢驗通過,這是目前比較模糊的地帶。


檢驗通過後,就可在行照上登記為LED光型的字樣,代表可以合法使用LED頭燈泡了。
 
而實務上,比較容易通過的燈具,是以投射式燈具,也就是俗稱的「魚眼頭燈」,通過率比較高,H4燈泡用的反射式燈具,或稱「晶鑽頭燈」的通過難度比較高,會這樣主因在於前者的光型控制比較簡單,只要透過魚眼內的遮光片就可打出符合規定的光型,而後者則需透過複雜的光學反射計算才能達成,只要LED燈泡的發光位置稍有改變,反射式燈具的光型就會跑掉。


目前H4燈泡用的反射式燈具,或稱「晶鑽頭燈」的檢驗通過難度比較高,主因在於反射式燈具需透過複雜的光學反射計算才能打出漂亮的光型,但只要LED燈泡的發光位置稍有改變,光型就會跑掉。


投射式燈具也就是俗稱的「魚眼頭燈」,更換LED燈泡後是比較容易檢驗通過的燈具,因為這種燈具的光型控制比較簡單,只要透過魚眼內的遮光片就可打出非常漂亮的明暗截止線與光型。
 
模糊地帶難釐清
光型對≠安全


值得一提,在檢驗時比較容易出現光型爭議的地方,在於圖二的Zone III位置,在ECE R112規範中,是允許這個暗區出現一些溢光,目的在照亮車道上的路牌,並提醒前車注意,不過目前檢驗時有些檢驗員或監理站,不同意這個地方出現溢光,這點會是比較困擾的事情,建議改天再去檢驗一次,或許就能通過。


圖二就是全球各地用來檢測燈具光型的ECE R1123規範,上面標示有許多取樣點,例如50、50R或75R等,其亮度高低標都有規定,目的在確保頭燈可以照得夠遠、夠廣又不會照到對向車道,不是只看光型這一項而已。
 
此外,筆者也發現有些專門針對檢驗通過,而開發的H4 LED頭燈泡,雖然安裝上去後的光型可以完全符合監理站的規定,亮度也比鹵素燈泡亮,不過照出來的光線卻有過於集中,照射角度不夠廣的問題,對於路人或突然闖入車道的物體,可能無法提供足夠的辨識度,增加夜間開車的視線死角,使得反應時間不足,用於車速不快且視野遼闊的機車或許可以,但汽車筆者不太建議使用。


圖中是標準的車頭燈照明的狀況,可以發現右側比較亮,目的在辨識路牌與路人,左側雖然比較暗,但至少也要能照到隔壁車道的最內側,這些都是確保夜間行車安全的要素,如果光線太集中,有時反而不安全。
 
事實上,全球各地對於車燈的檢驗,都有一套嚴格標準,包含光型中的多個取樣點要多亮、多暗都有明確規範,不是只要光型對就可以了,如果要只檢查光型,想辦法塞一隻魚眼手電筒到大燈裡或許就可以通過,但打出來的亮度、距離與廣度,是否符合複雜交通所需,這就很值得商榷了,因此想換LED頭燈泡,最好還是選擇專門製作車燈大廠的產品,比較能確保夜間行車安全,要不然還是繼續使用鹵素燈泡就好。


這是看似符合監理站檢驗標準的光型,其實是筆者在魚眼手電筒內,塞入紙張作為遮光片而來的光型,如果把亮度提昇10倍,並且順利裝入頭燈內,即使檢驗通過了,但您會敢用嗎?值得大家省思。