Xe và Công nghệ Các công nghệ đèn chiếu sáng trên ôtô

Hiện nay đang có 4 công nghệ chiếu sáng chính trên xe hơi là đèn halogen, xenon, LED và laser. Đèn pha halogen được trang bị phổ biến cho các ô tô hiện nay, một số ô tô cao cấp hơn trang bị đèn pha xenon hay LED và mới nhất là công nghệ đèn pha laser. Mỗi loại công nghệ đều có ưu nhược điểm riêng. Bài viết sau đây sẽ phân tích ưu nhược điểm của các loại đèn pha.

Những khác biệt chính

Bạn có thể nhận thấy một số khác biệt quan trọng trong màu sắc và cường độ ánh sáng do đèn LED, xenon và đèn pha halogen tạo ra. Đèn LED có màu sắc ánh sáng vào khoảng 6.000 độ K trở lên, và có thể phát ra các tia sáng trắng hơn ánh sáng ban ngày. Đèn xenon phát ánh sáng trong khoảng 4.500 độ K, trong khi các đèn pha halogen chiếu ra các tia sáng màu vàng với nhiệt độ 3.200 độ K. Để so sánh thì ánh sáng mặt trời có thể dao động từ khoảng 5.000 (bình minh) đến 6.500 độ K (khi đứng bóng).

Đèn LED chiếu sáng tốt hơn các biển báo trong đêm, trong khi đèn xenon chiếu sáng tốt hơn khu vực hai bên ven đường. Điều này một phần là vì đèn xenon thường tạo ra nhiều ánh sáng nhiều hơn đèn LED (đo lường bằng lumen).

Đèn pha LED và xenon cung cấp một vùng ánh sáng lớn trên đường trong khi đèn pha halogen chỉ cung cấp một vùng ánh sáng nhỏ màu vàng phía trước đầu xe. Nếu bạn đang muốn ánh sáng cường độ cao, xenon có thể là lựa chọn tốt nhất. Trong khi đó, đèn LED ít gây lóa hơn xenon, tiêu thụ điện năng thấp và tuổi thọ cao nhưng thường đi kèm với một mức giá cao hơn. Đèn LED nhìn chung có cấu tạo phức tạp, và khó sửa chữa hơn đèn xenon hay halogen. Trong khi đó đèn laser mới xuất hiện gần đây và chỉ được trang bị trên một số rất ít siêu xe.
Đèn halogen

Đèn halogen được sử dụng phổ biến nhất trên thị trường và được tìm thấy trong đa số mẫu xe. Những bóng đèn này tương tự như đèn sợi đốt và sử dụng dây tóc vonfram để tạo ra ánh sáng. Đèn pha halogen sinh nhiệt cao nên dễ bị ảnh hưởng đến hiệu suất chiếu sáng khi chỉ lẫn một lượng nhỏ hơi ẩm, đặc biệt là khi thay bóng đèn.

Ưu điểm của đèn pha halogen là chi phí thay thế thấp và tuổi thọ cao. Trung bình đèn halogen có thời gian hoạt động trung bình khoảng 1000 giờ, và có công suất khoảng 55 W. Đa số năng lượng này bị biến thành nhiệt năng vô ích thay vì quang năng.
Đèn xenon

Đèn xenon tạo ra luồng sáng sáng hơn đèn halogen và tỏa nhiệt ít hơn. Về cơ bản thì nó có nguyên tắc hoạt động giống như bóng đèn neon trong nhà.Đèn xenon tạo ra ánh sáng màu xanh-trắng và cường độ sáng rất cao, gấp từ 2 đến 3 lần đèn halogen, và có thể gây lóa mắt đối với các xe khác. Do đó một số nước có luật bắt buộc những xe trang bị đèn xenon phải đi kèm chức năng tự tắt pha khi có xe đối diện và rửa đèn tự động.

Đèn xenon cần một nguồn điện lớn để khởi động, nhưng sau đó cần rất ít điện năng để duy trì độ sáng ổn định. Đèn xenon chỉ cần công suất khoảng 35 W để hoạt động, và có tuổi thọ vào khoảng 2000 giờ.

Bóng đèn xenon tuy có tuổi thọ dài và phát ra ít nhiệt nhưng có chi phí khá cao so với bóng đèn halogen. Nó cũng có cấu tạo phức tạp hơn, vì cần có bộ tăng phô để tạo ra điện áp cao lúc khởi động.
Đèn LED

LED là đèn pha công nghệ mới được phát triển gần đây, thay vì phát sáng bằng khí như xenon hay sợi đốt như halogen, đèn pha LED phát sáng thông qua các diode nhỏ khi có dòng điện kích thích. Loại đèn pha này chỉ cần một nguồn năng lượng rất nhỏ nhưng có thể phát một lượng nhiệt đáng kể trên diode. Điều này đòi hỏi đèn pha LED phải có hệ thống kiểm soát nhiệt cho các chân đèn và các linh kiện điện tử khác. Nếu hệ thống này làm việc không tốt, không chỉ chất lượng ánh sáng mà những thiết bị điện tử khác cũng sẽ bị ảnh hưởng.

Đèn pha LED gồm những bóng LED có kích cỡ nhỏ vì thế có thể được chế tạo với bất cứ hình dạng nào. Hơn nữa, loại ánh sáng của đèn pha LED là ánh sáng định hướng chứ không phải khuếch tán nên đây là loại đèn pha chất lượng tốt, tuy rằng nói về cường độ sáng thì nó không bằng xenon. Một lợi điểm nữa là LED đạt độ sáng tối đa cực nhanh, chỉ trong một vài phần triệu của giây. Đó là lí do vì sao LED rất thường được dùng cho đèn báo rẽ và đèn hậu. Chúng có thể giúp tăng thời gian phản ứng của những lái xe khác lên 30%. Một số nhà sản xuất cũng tuyên bố rằng tuổi thọ đèn LED của họ lên đến 15.000 giờ.
Đèn Laser

Đây là công nghệ chiếu sáng mới nhất trên xe hơi. Hiện chỉ có rất ít mẫu siêu xe, như BMW i8 hay Audi R8, được trang bị công nghệ này. Đèn laser được cho là tạo ra luồng sáng mạnh gấp 1000 lần đèn LED, nhưng chỉ tiêu thụ một lượng điện năng bằng 2/3, thậm chí 1/2, so với đèn LED. Đèn laser trên i8 có thể chiếu sáng khoảng cách 600 m phía trước xe, so với 300 m nếu dùng đèn LED.

Cũng cần lưu ý rằng tuy gọi là đèn laser nhưng thực chất ánh sáng phát ra từ nó không phải là tia laser. Thay vào đó, tia laser được chiếu vào một thấu kính có chứa khí phốt pho bên trong. Chất khí này sẽ bị kích thích và phát sáng.

Nhược điểm lớn nhất của đèn laser vào thời điểm này chính là giá thành rất cao. Bộ đèn laser trên BMW i8 có giá khoảng 10.000 USD. Đèn laser cũng tỏa nhiều nhiệt hơn cả đèn LED, vì vậy nó cần hệ thống giải nhiệt phức tạp hơn. Đèn laser hiện cũng phải đi kèm các loại đèn khác như LED hay xenon vì nó chưa thể đảm nhận cùng lúc vai trò đèn chiếu xa và chiếu gần.