Отличие ксенона переменного тока
Обновлено: 02.07.2024
Для того, чтобы разжечь ксеноновую лампу, необходимо очень высокое напряжение. Поэтому в паре к лампе также необходим ксеноновый блок розжига и игнитор (высоковольтная часть). Игнитор может быть как внешний, так и внутренний. На лампах системы D1 и D3 игнитор встроен в лампу, тогда как в лампах D2 и D4 высоковольтная часть отсутствует и находится непосредственно в блоке розжига. Для стабильной и нормальной работы ламп систем D1 и D2 необходимо постоянное напряжение 85В, для ламп систем D3 и D4 постоянное напряжение 42В. Частота импульсов тока составляет 400 и выше герц. При мощности 35 Вт ксеноновая лампа способна выдать от 2800 до 3500 люмен света. Для сравнения, галогенная лампа мощностью 55 Вт выдает примерно 1650 люмен света.
Цветовая температура ксеноновой лампы максимально приближено по температуре к солнечному свету и составляет примерно 4100-4400 Кельвин, в то время как температура галогенной лампы колеблется от 3000-3500 Кельвин. Следует также отметить, что максимальная световая отдача от ксеноновой лампы будет при температуре свечение в пределах 4300 Кельвинов. Мировые и, пожалуй единственные, производители ксеноновых ламп Philips и Osram (ксеноновые лампы производят и такие производители как Koito, Stanley, но в гораздо меньших объемах) производят лампы только с такой температурой.
Philips маркирует свои ксеноновые лампы для прожекторного типа фар как 85122, световой поток у такой лампы равен 3200 Лм, а температура свечения составляет 4100К (согласно официальным данным). Philips также производит лампы 85122+ повышенной яркости, у такой лампы световой поток заявлен в 3400 Лм.
1. Высокая безопасность:ксеноновая лампа имеет бОльшую яркость и световой поток по сравнению с галогеновой, 3000 Лм и 90 мкд/м2 у ксеноновой лампы против 1400 Лм и 30 мкд/м2 у галогенной лампы. Исследования подтверждают, что водитель управляющий автомобилем, который оснащен ксеноновыми фарами ближнего света, имеет реакцию намного быстрее и точнее нежели с галогенными фарами.
2. Ксеноновые лампы имеют большую эффективность и производительность. Галогенная лампа с цоколем Н9 способна выдать световой поток 2100-2500 Лм при мощности 70 Вт и напряжении 13.2 В, в то время как ксенонная лампа с цоколем D2S выдает световой поток 3200 Лм при мощности в 35 Вт, тем самым снижая потребления топлива и выброс углекислого газа.
3. Долговечность. Средняя продолжительность работы ксеноновой лампы около 2000 часов, по сравнению с 700-800 часами жизни галогеновой лампы.
1. Ослепление. Из-за высокой яркости ксеноновой лампы есть риск ослепления встречных водителей, поэтому при проектировании фар головного света, использующие ксеноновые системы, уделяется особое внимание технологичности и конструкции оптики в целом. А также, согласно ЕЭК ООН, автомобили использующие ксеноновое оборудование, должны быть обязательно укомплектованы автоматический корректором и омывателем фар (для Российской Федерации данный закон пока еще не вступил в силу)
2. Содержание ртути. Лампы с цоколями D1R, D1S, D2R, D2S содержат такой тяжелый металл как Ртуть. Начиная с 2004 года началось производство ксеноновых ламп без содержания ртути, но имеющие другие электро-физические характеристики. Лампы с цоколями D3R, D3S, D4R и D4S не взаимозаменяемы с лампами D1R, D1S, D2R, D2S.
3. Совместимость с галогеновой оптикой. Форма, размер, распределение света у ксеноновой дуги кардинально отличается от физических характеристик нити накаливания у галогеновой лампы. Соответственно, устанавливая ксеноновую лампу в галогеновую оптику, является абсолютно неэффективно и крайне небезопасно.
На сегодняшний день предлагается два вида ксенона — DC и АС комплекты.
DC ксенон дешевле, чем АС, так как в нем из схемы блока розжига исключен инвертер и цифровой стабилизатор выходного напряжения, сами же блоки более легкие.
Срок службы комплектов DC составляет примерно 1500 часов. Как правило, производители на такой ксенон дают гарантию до года.
При использовании DC блоков вместе с АС лампами срок эксплуатации как лампы, так и блока розжига уменьшается в разы.
В этом случае имеет место подрагивание электрической дуги в колбе: блоки постоянного тока создают единичный разряд, следовательно, каждый раз лампа должна разжигаться заново.
Ксенон переменного тока (AC) имеет совсем другой принцип работы, за счет которого достигается более высокое качество, соответственно, это сказывается и на цене.
В комплектах АС питание ламп производится высокочастотной прямоугольной волной переменного тока.
Розжиг ламп начинается при напряжении 23000 — 25000 вольт.
Переменный ток в колбе создает электрическую дугу, которая светится непрерывно.
При нарушении питания блок улавливает затухание лампы и в нужный момент подает импульс для её розжига.
Важно помнить о том, что необходимо соблюдать правильную комплектацию ксенона: AC блоки + АС лампы.
Системы ксенонового света для автомобиля, помимо совместимости с конкретной моделью, отличаются по одному важному признаку – работе от постоянного или переменного тока. Первые, работающие от постоянного тока, обозначаются как DC, вторые – AC. Рассмотрим в чем особенности, достоинства и недостатки каждого из вариантов.
Основное отличие – это работа блока розжига, что касается непосредственно момента розжига ксеноновой лампы и поддержки режима её нормальной работы. Для розжига лампы необходим мощный импульс, после чего управление передаётся на контролер интегрированный в балласт. В DC создаётся нецикличный, единичный заряд, что даёт дрожание электрической дуги, правильный розжиг обеспечивает второй импульс. Всё это, вместе со временем прогрева, требует нескольких секунд.
В системах ксенона AC используются инверторы, преобразующие низковольтный импульс в высоковольтный и наоборот. При этом блоки розжига обеспечивают двухстороннюю связь между узлами системы, что обеспечивает специальная микросхема. Как только мощность падает, блок розжига отправляет импульс поддерживающие разряд. При этом корректная работа всей системы зависит от поставляемого напряжения.
Разница между ксеноном AC и DC заключается не только в показателях работы, но и в размерах блоков. Здесь преимущество у DC, так как в нем нет преобразователя сигнала - такие блоки гораздо легче и компактней. В блоках AC имеется стабилизатор, который может быть встроен в корпус или расположен отдельно от балласта. От расположения высоковольтной катушки зависит строения блока AC – одно- или двухкомпонентного. Форма может быть стандартной или Slims. В качестве примера можно взять комплект ксенона Silver star slim AC который включает два блока розжига, две лампы и комплект крепления. Система обеспечивает сильный и плавный розжиг ламп, отличную влагозащищенность, отсутствие помех при работе радио и надежность в работе.
Наилучшим считаются системы АС с двухкомпонентным строением, что обеспечивает защиту электропроводки бортовой сети авто от кабелей высокого напряжения. Последние размещены по периметру изолированного блока. Балласт с вынесенной катушкой имеет более высокую мощность, создаёт минимум наводок влияющих на работу радиоаппаратуры.
Для ксенона постоянного и переменного тока требуются соответствующие лампы, которые также маркируются АС и DC. От соответствия ламп и блоков розжига зависит правильность работы системы. Если АС установить на DC, то ресурс лампы значительно уменьшится. При обратной установке, лампа DC с блоком розжига переменного тока, работа вообще не возможна, так как балласт АС не создаёт полярность. И конечно главная разница – в продолжительности работы. Балласты переменного тока обеспечивают длительную эксплуатацию, примерно до 3000 часов (1 год). У ксеноновых ламп DC срок службы гораздо ниже.
А если DC блок использовать совместно с АС лампой, то срок службы и блока, и лампы сокращается вообще в несколько раз. Это происходит потому, что блок постоянного тока создает единичный разряд и, как следствие, лампа всегда должна разгораться заново. В общем, вариант недорогой, но оставляющий желать лучшего.
AC ксенон работает абсолютно по другому принципу, но и стоит дороже, нежели DC. В свою очередь, здесь есть объяснение. В АС комплектах лампы питаются высокочастотной прямоугольной волной переменного тока, а розжиг начинается, как только напряжение достигнет 23.000 – 25.000 Вольт. Далее переменный ток в колбе создает электрическую дугу, которая светит без перерывов.
Но никогда не забывайте о том, что очень важно правильно комплектовать ксенон! Если вы выбрали АС блоки, то лампы должны быть тоже АС. И никак иначе!
Конструкция автомобильных газоразрядных ламп довольно проста: Во внутреннюю колбу из тугоплавкого кварцевого стекла впаяны с двух концов электроды. Внутреннее пространство колбы заполнено смесью инертных газов при относительно низком давлении с добавлением паров ртути (лампы D1,D2). Т.е. по сути, это ртутно-дуговая лампа. Но пары ртути дают жесткий ультрафиолетовый спектр, и для того, чтобы его сместить в видимую область в колбу добавлены соли редкоземельных металлов в определенной пропорции, каждый из которых досвечивает свою область спектра таким образом, чтобы на выходе получить более менее равномерный белый спектр.
Что немаловажно - в качественных лампах из пространства между колбами откачан воздух (создан вакуум). Вакуум является надёжной теплоизоляцией внутренней колбы, разогревающейся до высоких температур, которые могут повредить оптику фары.
В дешёвых лампах с созданием глубокого вакуума между колбами не заморачиваются, поэтому однажды сэкономив на покупке нормальных ламп вы попадёте на дорогостоящий ремонт фар, исчисляемый десятками тысяч рублей.
Газы и их смеси (воздух в частности) являются хорошими изоляторами. Чтобы газ начал проводить ток, нужно приложить очень большую разность потенциалов, достаточную для начальной ионизации, когда в межэлектродном пространстве накопится достаточное количество носителей заряда - свободных электронов, находящихся в возбужденном состоянии. Только тогда возникает разряд в газовой среде - тлеющий, а затем и дуговой. Именно поэтому газоразрядные лампы так тяжело зажечь: для этого требуется очень высокое напряжение - до 23000В!
Это ровно в сто раз выше (на два порядка) чем в домашней электросети. И таки да, оно опасно для жизни! Помните об этом, когда решите залезть в проводку колхозного ксенона!
После искрового пробоя возникает дуговой разряд, как при сварке, напряжение между электродов лампы падает до 45-80В и лампа начинает прогреваться. При этом за счет нагрева содержащиеся в лампе присадки начинают испаряться и участвовать в поддержании процесса горения дуги.
Учитывая, что внутри газоразрядной лампы нет никакой спирали, вроде как и перегорать в ней нечему. Однако со временем (спустя 2000 часов работы - это в среднем 2-3 года интенсивной эксплуатации авто) лампа теряет бОльшую часть первоначальной яркости и подлежит замене. К тому же слишком долго работающие лампы (больше 5 лет) меняют свои электрические характеристики, и блоки розжига начинают их принудительно отключать. Блоки при этом совершенно исправны, менять их не нужно! Подробнее об этом вы можете прочитать в этой статье.
Автомобильные ксеноновые лампы обозначаются латинской буквой D и цифру от 1 до 8, отражающую ее тип. После цифры стоит еще одна буква: S для линзованной (прожекторной) оптики и R для рефлекторной.
Отличаются они только нанесенным на колбу непрозрачным экраном для более четкой светотеневой границы в фарах с обычным отражателем. Появились такие фары в середине нулевых и довольно быстро были вытеснены более эффективными линзованными фарами.
Есть два вида автомобильного ксенона: с содержанием ртути - это цоколи D1 и D2, и без содержания ртути (на парах серебра): цоколи D3, D4, D5, D8. Ртутьсодержащие лампы необходимо отдельно утилизировать, их нельзя просто выбрасывать вместе с бытовыми отходами.
Ксеноновые фары с ртутными лампами D1 и D2 появились как опция на дорогих автомобилях в начале 2000-х годов, и по сей день имеют непревзойденные световые характеристики, из-за чего их быстренько задвинули на свалку истории, постепенно вытеснив безртутными D4 и D3. Затем большинство производителей начали менять прошивки блоков розжига таким образом, чтобы лампа после разогрева светила чуть менее ярко, чем при старте (особенно сильно этим грешит корейский Mobis). В свою очередь безртутные ксеноновые лампы сейчас активно вытесняются светодиодными источниками света: сейчас у любого автопроизводителя вы встретите галогеновые фары в простых комплектации и сразу светодиодные фары в более дорогих комплектациях.
Так производители постепенно расчистили себе поляну под диодные и лазерные фары, ценник на которые превышает все мыслимые и немыслимые границы. В то же время их световые характеристики и срок службы оставляют желать лучшего, а ремонтопригодность вообще нулевая. Особо продвинутые европейские производители догадались приваривать внешнее стекло к корпусу ультразвуком, таким образом её даже невозможно вскрыть, не говоря про полное отсутствие запчастей к таким фарам.
В чем отличие газорязрядных ламп D1 от D2, D3 от D4?
А ни в чем! Однажды жадный европейский капиталист сидел в задумчивости: как поднять свои доходы относительно законным способом и без ущерба для репутации компании? И таки придумал: а что если часть блока розжига переместить в лампу? Тогда ее можно будет продать как минимум, втрое дороже! Так появились лампы D1, а впоследствии D3, и даже D5, в которой весь блок розжига оказался неотделимой частью лампы-расходника. Ну а обывателям рассказали слёзную сказку про экологию и безопасность. Самые поганые и отвратительные нововведения протаскиваются именно под этой личиной! Радуйтесь, что нам ещё не продают свечи зажигания, наглухо совмещённые с катушкой! А ведь лампы D1 и D3 - это по сути оно и есть.
Лампу D8S мощностью всего 25Вт вместо привычных 35Вт придумали для обхода требований в большинстве стран по установке омывателя и автоматического корректора угла наклона фар, тем самым удешевив конструкцию авто и подложив жирную свинью тем, кто такую машину купит.
Лампа D5S является вообще экзотикой: в зад этой лампы запихали не часть, а целиком весь блок розжига, сделав ее самой дорогой и бесполезной игрушкой. Потому что полностью исправный блок вам придется выбросить вместе с вышедшей из строя лампой. Хотя есть способ припаять вместо спиленной колбы высоковольтный разъём и поставить обычную лампу D4S.
Еще замечена странная особенность блоков розжига безртутных ламп поздних годов выпуска: после выхода лампы на рабочий режим (секунд через 20 после включения) ее яркость скачкообразно уменьшается на 15-20% от первоначальной.
Есть предположение, что производители были прекрасно осведомлены о светодиодных фарах, их недостатках и огромном финансовом потенциале, поэтому искусственно задушили характеристики ксеноновых фар, чтобы новомодные и дорогущие светодиоды на их фоне не выглядели совсем уж убого.
Чем отличаются обычные лампы от X-treme Vision, NightBreaker и прочих +150% Ultra и Super модификаций? Стоит ли за них переплачивать?
Дело в том, что абсолютно все параметры разряда в лампе контролируются блоком розжига, установленном внутри фары. И со стороны лампы решительно ничего нельзя сделать, чтобы ощутимо увеличить световой поток. Если параметры лампы будут сильно отличаться от стандартных, блок розжига её просто выключит как неисправную.
Поэтому единственное, что можно сделать с лампой - это изменить пространственное положение разрядной дуги относительно цоколя. Если в стандартной новой фаре немного наклонить лампу вниз, то горячее пятно, спрятанное за шторкой сместится вниз, что вызовет прирост в освещённости. Именно этот принцип и используется во всех "плюсовых" лампах. Т.е. по сути это обычные лампы с нарушенной геометрией по сильно завышенной цене.
Во всех наших ремкомплектах мы настраиваем индивидуально каждый модуль по максимуму света под шторкой. И делается это по стандартным лампам. Если в наш модуль поставить такую "плюсовую" лампу, то горячее пятно окажется гораздо ближе расчётного, т.е. вы получите ослепляющее пятно перед авто, а вдаль вам придётся напряжённо вглядываться, где света будет значительно меньше. Поэтому нет смысла переплачивать за кривые лампы, если вы покупаете наш ремкомплект. Он прекрасно светит со стандартными лампами, которые значительно доступнее по цене.
Какой цвет ламп лучше выбрать?
Все заводские ксеноновые фары комплектуются лампами с цветовой температурой 4300К, и это неспроста. Эта цветовая температура соответствует освещённости в безоблачный солнечный день. При этом в тени, где есть только свет неба цветовая температура будет уже 5000-6000К. В принципе, белым считается свет с цветовой температурой от 3800К (теплый белый) до 6000К (холодный белый). 4300К - нейтральный белый с максимальной, неискажённой цветопередачей. Но все эти рассуждения хороши для фотосъёмки, интерьерного освещения, скажем в магазине, где важно, чтобы вещи выглядели с неискажёнными цветами.
На дороге всё обстоит немного иначе. Нам важно видеть, куда и где мы едем. Есть границы прозрачности атмосферы, к тому же синий спектр преломляется гораздо сильнее жёлтого. Мне вообще кажется странной мода на "поголубее" в одной из самых гомофобных стран мира :) Если не ориентироваться на странную моду, то лампы с цветовой температурой выше 5000К освещают мокрую дорогу в разы хуже ламп со стандартной цветностью 4300К. Вообще идеальны лампы 4100К - это Osram Xenarc Classic (маркировка CLC в артикуле) и XE Xensation 53500. В дождь, снегопад, туман нет ничего лучше!
Однако, есть у них и существенный недостаток: зависимость дугового разряда от магнитного поля Земли и положения в пространстве, из-за чего свет таких фар ощутимо мерцает при езде по неровностям дороги.
Когда ваш авто трясет на кочках, лампа довольно резко меняет свое положение в пространстве, а сгусток плазмы какое то время остается на старом месте, подобно пламени свечи, которую рывками перемещают в пространстве. Поэтому во всех без исключения газоразрядных лампах на неровностях дороги свет мерцает, и это не является неисправностью: такова физика процесса получения света в этих приборах!
Стоит отдельно пройтись словесным напалмом по производителям и продавцам колхозного ксенона. Дело в том, что все эти лампы крайне низкого качества, в первую очередь - состав стекла внешней колбы. Именно из толщи этого стекла, а не герметика, на который вклеена колба (как предполагалось ранее) при работе лампы испаряется какая то летучая фракция, оседающая на отражателе несмываемым налетом и приводящая его в негодность.
Вторая причина: отсутствие глубокого вакуума между внутренней и внешней колбой. А ведь вакуум - лучший теплоизолятор! Вы можете какое то время держать голыми руками горящую лампу габаритов, а ведь всего в паре миллиметров от вашей кожи температура спирали превышает 2000°С!
Соответственно, покупая неоригинальные лампы вы значительно сокращаете срок службы своих фар. Причем зачастую это уже вопрос доступности на рынке, а не выгоды для покупателя по цене: продавцы умудряются впаривать китайский хлам MTF, Lynx по цене нормальных европейских брендов. К примеру, оригинальная лампа Neolux производства Германии стоит всего 1560р за лампу. Очень странно пытаться сэкономить сумму, которую едва хватит на один поход в продуктовый, чтобы потом попасть на дорогостоящий ремонт фар, исчисляемый десятками тысяч рублей.
Третья причина, почему не стоит связываться с неоригинальными дешевыми блоками - питание лампы постоянным током. Для экономии места и снижения себестоимости производители не ставят в выходной каскад блока розжига инвертор, который подает на лампу как и положено переменный ток, для исключения неравномерного износа ее электродов. При незаведенном двигателе от включенных штатных блоков хорошо слышно равномерный гул с частотой около 200Гц. Это совершенно нормально, чего нет у дешевых альтернативных блоков.
Так называемый блок розжига в slim корпусе
Несмотря на его плоский форм-фактор, внутри всё равно половина корпуса пустая! А дело в том, что у него нет инвертора на выходе, который преобразует постоянное напряжение в переменное для питания лампы. Поэтому один из электродов перегревается и изнашивается гораздо быстрее, чем другой.
Поэтому даже если вы купите хорошие оригинальные лампы, этот выпердыш китайской подпольной мануфактуры её просто угробит!
Оригинальный блок розжига постоянно контролирует электрические параметры подключенной лампы, и при ее старении в какой то момент лампа начинает выключаться почти сразу после старта. Это однозначно указывает на необходимость ее замены. Блок при этом совершенно исправен!
Типичная ситуация, от которой уже начинает дергаться глаз: обыватель приезжает в привычный сервис, где ему обслуживают подвеску, меняют масло и т.д. с просьбой посмотреть фары. Автохтоны слыхом не слыхивали про различие ламп, потому у них в наличии самое дешевое говно, которое только можно найти, ибо тема непрофильная и вкладываться в нее не с руки.
В следующей, заключительной статье этого цикла мы рассмотрим твердотельные источники света для автомобилей - диодные и лазерные фары. Подписывайтесь на мой Телеграм канал, чтобы не пропустить новые полезные и интересные статьи.
Читайте также: