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氙气灯基础知识（一）

第一章  前言

自从德国宝马于1991年发表汽车氙气灯原理后，飞利浦公司花费近5年时间研发成功。1995开始,新款奔驰E级轿车最早应用氙气灯。HID氙气灯的改装2001年进入中国大陆，2003年开始国产，经过04年、05年的市场培育期. 然后06年、07年2年的快速发展,已经进入到一个稳步发展期。08年，创新和品牌整体推广将是决胜市场的关键。
据本文作者调查，到目前为止，市场上还没有一套系统的详细介绍HID氙气灯的基础知识教程，很多从事氙气灯多年的人员，对氙气灯的了解甚少和不全面。为了更好地服务于HID行业及从业人员，特整理编写了这套教程，以推动氙气灯行业健康稳定发展。

氙气灯基础知识（二）-基本概念和名词解释
 第二章  基本概念和名词解释
一、电学常识
电压：静电场或电路中两点之间的电势差叫电压，用U表示，单位“伏特”，用字母“V”表示。分为直流电压（用DC表示）和交流电压AC。汽车用电压一般为12V、24V的直流电压，由电瓶供电；摩托车一般为6V、12V两种。
电流：是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量，用I表示，单位“安培”，用字母“A”表示。例如：汽车60W前大灯的电流为：60W/12V=5.0A。
功率：功率是指负载（例如灯泡）在单位时间内所做的功，用P表示，在电路中功率等于电流和电压的乘积，表示为：P=UI。单位“瓦特”，用字母“W”表示。一般汽车上使用的前大灯照明功率为55W/60W。
频率：交流电流方向每秒变化的次数。单位“赫兹”，用“Hz”表示。
有效功率：负载输出功率和输入功率的比值。例如：安定器的输出功率/输入功率*100%的值。
电磁波：电磁波是能量的一种，凡是能够释出能量的物体，都会释出电磁波，变化的电磁场以电磁波的形式传播。安定器也会释放出电磁波。

氙气灯基础知识（三）-光学常识
 二、光学常识
1．  光是由一系列电磁波组成，可见光波长在380---780nm范围内，光的颜色按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色波长依次从长到短，各色间没有明显界限，全部色光混在一起就形成日光（白色光）。
2．  光的色温。简单来说，实际光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下的热辐射光的颜色相同时，就用黑体的这个温度表示该实际光源的光谱成份；并称这个温度为该光源的颜色温度，简称色温。色温用绝对温度Ｋ来表示。
以下是不同的色温呈现对应的颜色：2000K的光源呈橙色；2500K呈浅橙色；3000K呈黄色；4300K呈白中略带黄色；5000---7000K时近似白色（其中5500~6500K时最接近白色，日光的平均色温为6000~6500K），8000K白色略带蓝色，10000K偏蓝色。一般来说，色温越高，光的波长越短，其穿越障碍物的能力就越弱；色温越低，穿越力越好。
注：氙气灯几种常用的色温为：3000K，4300K，6000K，8000K，10000K，其中以4300和6000K两种为最常用。特别说明，以上色温代表的是一个区间，如8000K代表（7500-8500K之间都统一标示为8000K）。
3．  辐射通量：单位时间内通过某一截面的辐射能，又称辐射功率（Φ0），SI单位为瓦；
4．  光通量：它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积，它是基于人眼视觉的物理量称为光通量，单位为流明，记为lm；
5．  发光效率：光源每消耗1瓦特功率可发出光的流明数，通常称为光源的发光效率或光效。单位是流明/瓦（lm/w），发光效率越高越好。卤钨灯的发光效率一般为：20-33，氙气灯一般为：80-100，也即大家平时所说的氙气灯亮度是卤素灯的3倍。
6．  光源的显色性：显色性是指光源的照明与日光的照明相比，各种颜色在视觉上的失真程度。中午太阳光的显示指数为100，卤钨灯一般为80-84，氙气灯为95-97。指数越高，失真程度越小。

氙气灯基础知识（四）-电光源知识
 三、电光源知识
根据光的产生原理，电光源主要分为3大类。
1．  一类是以热辐射作为光辐射原理的电光源，包括白炽灯和卤钨灯，它们都是以钨丝为辐射体，通电后使之达到白炽温度，产生热辐射。这种光源统称为热辐射光源，目前仍是重要的照明光源，生产数量极大。钨丝发光率只有11%，多数能量以热的形式浪费。
2．  另一类是各种气体放电光源，例如HID，它们主要以原子辐射形式产生光辐射。根据这些光源中气体的压力，又可分为低气压气体放电光源和高气压放电光源。
3．  LED(Light-Emitting-Diode发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。目前在汽车尾灯、后雾灯，部分指示灯上的应用开始增加，在汽车前大灯的照明应用上才刚刚开始。这将是一个新的利润增长点！

氙气灯基础知识（五）-氙气灯常用技术参数介绍
 四、氙气灯常用技术参数介绍
1.     冷启动输入电流：一般指氙气灯泡的温度接近常温情况下，接通电源的瞬间，电流的数值大小；
2.     热启动输入电流：一般指氙气灯泡点亮并达到额定亮度时，关掉电源，并在1秒钟内再次接通电源的瞬间，电流的数值大小；
3.     稳定输入电流：指电流在某个数值上下波动或者稳定不动时，其数值大小；
4.     最大输入电流：灯泡点亮后，在达到额定亮度的过程中，其电流的最大值；
5.     输入功率：电压保持不变，输入电流稳定时，此时电流和电压的乘积；
6.     输出电压：灯泡功率稳定后，灯泡两端的电压；
7.     输出电流：灯泡功率稳定后，灯泡所消耗的电流；
8.     输出功率：在输入功率对应的时刻，输出电压和输出电流的乘积；
9.     输出频率：输出电流方向每秒钟变化的次数。一般安定器的输出频率为低频（100-500HZ之间），不采用高频，高频会产生声共振现象，造成点灯困难。常见的安镇器输出的频率在270HZ-330HZ。
10.  有效功率：输出功率/对应时刻的输入功率*100%；有效功率越大，安定器的发热量越小；
11.  光衰：正常情况下，灯泡被使用一段时间后，都会越用越暗，专业上称为光衰；
12.  点火电压：指安定器在点亮灯泡瞬间，产生的一个瞬间的高压，一般安定器的点火电压为23KV。
13.  开路测试：指安定器输出端不连接灯泡，然后接通电源的测试；
14.  短路保护：指把安定器输出端直接短接，然后接通电源的测试；
15.  输入电压范围：指安定器在点灯时，改变输入电压，能够正常启动的电压范围；

氙气灯基础知识（六）-汽车氙气灯照明基础-汽车灯具和光源技术的发展及趋势
 一、汽车灯具和光源技术的发展及趋势
第一代——乙炔气前照灯
前照灯具有高的轮廓亮度，乙炔气火焰的亮度比当时的电光源所能达到的亮度高出一倍，因而，在1925年以前使用的汽车前照灯几乎全是乙炔前照灯。
第二代——电光源前照灯
1913 年带螺旋灯丝的充气白炽灯泡问世，因其具有较高亮度，给电光源前照灯开辟了广阔的前景。1925 年，电气照明得到广泛的应用。
第三代——双光灯芯前照灯
为解决会车炫目的问题，1924年，欧洲发明了双光灯芯前照灯之后，美国也出现了带双丝灯泡的前照灯。
第四代——不对称近光前照灯
双光灯芯前照灯系统属于对称近光系统，近光光型的左右两侧完全相同，因而左、右两侧行驶皆适用。但由于行车光 ( 远光 ) 变到会车光 ( 近光 ) 时，视见距离缩短，迫使车速降低。为解决在会车过程中，前照灯既不产生炫目，又能保证对道路具有良好的照明，1932 年美国发明了不对称前照灯，它是以基准轴为中心，将光束一分为二，靠近来车一侧的落地距离短 ( 即光束压低，从而防炫 )，而另一侧光束的落地距离长( 即光束抬高，从而增加视见)。
第五代——H4卤钨前照灯
第一批装有卤钨灯泡的汽车前照灯是由法国“斯贝”公司在 1964 年生产的，其灯丝允许工作温度较普通白炽灯泡高，光效增加约 50% ，寿命也增加一倍。
第六代——自由面反射镜前照灯
自由面反射镜，即使用凸透镜聚光技术的前照灯，目前双光透镜，及双光透镜灯具总成即属于此类。

第七代——氙气灯及其带氙气灯的双光透镜灯具总成
HID氙气灯被誉为21世纪革命性汽车大灯照明产品。伴随着汽车科技的快速发展，车载电脑、智能空调、GPS导航系统、液晶DVD影院系统、移动电话等，都陆续成为轿车的基本配置，这些装备都需要耗电，而汽车照明大灯则是耗电量最大的设备之一，为了减轻汽车蓄电池的负担，延长蓄电池的使用寿命，更为了提高汽车照明质量，减轻驾驶者的视觉疲劳，保证行车安全，HID氙气灯正在成为越来越多的汽车的标准配置。

氙气灯基础知识（八）-汽车前照灯的功率、分类和型号
 三、汽车前照灯的功率、分类和型号
1．前照灯的功率
从目前市场上提供的产品来看，前照灯大致分四种。
a.功率符合国家标准55W/60W的车灯。
    b.80W功率车灯，与国际标准接近，既可以用于一般民用车，也可以用于改装车。
    c.100W功率车灯。需要注意的是，当车灯功率升级到100W时，原车的电路负荷过大，需要加装专用线组，由于加装牵涉很多专业知识，建议去专业改装店进行。此外，专用线组材料必须使用阻燃材料，可以使用打火机点燃线材以检测其熔点。
    d.130W及以上功率车灯，主要用于挑战特殊路面的车辆，如越野赛赛车。
2．前照灯具的分类：
a．汽车前照灯按结构可分为——封闭式前照灯、半封闭式前照灯。
封闭式前照灯是不可更换灯泡的结构，发光灯丝、反光镜和配光镜做成一体，内部抽成真空。
半封闭式前照灯设计成可以更换灯泡的结构，以便更换损坏的灯泡。
b．汽车前照灯按形状分为——圆灯、方灯和异形灯。
小尺寸圆灯和小尺寸方灯通常用于组成汽车四灯制照明系统，即汽车左前方有两只灯具，右前方有两只灯具，位于外侧的两只要求是远近光双光束灯，内侧的一对一般是远光单光束灯。
异形灯是近些年才出现的一种灯具，其结构与车辆外观设计相协调，融为有机整体。例如东风标致307、现代索纳塔，马自达6等轿车灯具，设计新颖，成为车辆的一个卖点。
c．汽车前照灯按安装的数量分为——两灯制和四灯制。
两灯制即车辆左右各有一只前照灯，每只前照灯都能分别发出近光和远光，例如H4，9004，9007，H13，也叫做双光一体式灯泡。
四灯制也就是远、近光单独利用一个反射镜发光，左右各两只前照灯，例如：H1，H7，9005，9006等。
3．汽车前照氙气灯灯泡的型号
目前汽车前照氙气灯灯泡的型号大致分为：
H系列：H1、H2、H3、H4、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H13等；
90系列：9004（也叫做HB1）、9005（HB3）、9006（HB4）、9007（HB5）等；
D系列：D1S、D1C、D1R、D2S、D2C、D2R、D3C、D4C等；
其它：880、881等。
其中H4、H1、H7、9005、9006约占所有型号的80%左右，D系列指原厂配套的氙气灯型号；

氙气灯基础知识（九）- 灯具认证知识
 二、灯具认证知识
汽车照明灯光系统的重点是前照灯，各汽车生产大国都对其有严格的标准。其中配光分有美国式配光（SAE方式）和欧洲式配光（ECE方式），前者远灯光由反射镜反射向路面，后者在灯泡前设一配光镜，让灯光下部分光束向上反射至反射镜，再反射后射向路面。
目前在世界上针对灯具的认证主要有：
a.灯具3C认证
    现在中国大陆市场销售的家电、电器、灯具产品中，除36V以下低压灯具、光源、户外灯具不在3C强制认证内，其他都在强制认证范围内，而所有上市商品都应贴有3C标志；汽车灯具的3C强制认证即将实施。
b.欧盟护照——"CE"标志
“CE”标志是欧洲共同市场安全标志，是一种宣称产品符合欧盟相关指令的标识。使用CE标志是欧盟成员对销售产品的强制性要求。
“CE”标志是一种安全认证标志，被视为制造商打开并进入欧洲市场的护照。凡是贴有"CE"标志的产品就可在欧盟各成员国内销售，无须符合每个成员国的要求，从而实现了商品在欧盟成员国范围内的自由流通。
    c.UL和DOT认证标志
    产品要行销美国市场，ULT和DOT认证标志是不可缺少的条件。
d.E/e-mark认证
E/e-mark是欧盟上路产品认证，进入欧盟市场的汽车及零部件、交通工具、上路产品都需要通过E/e-mark认证。
标志是欧盟委员会依据欧盟指令强制成员国使用的机动车整车,安全零部件及系统的认证标志。测试机构必须是欧盟成员国内的技术服务机构,发证机构是欧盟成员国政府交通部门。获得e标志认证的产品各欧盟成员国都将认可。同E标志认证一样,各成员国的证书有相应的编号:
e1—德国
e2—法国
e3—意大利
e4—荷兰
e5—瑞典
e6—比利时
e9—西班牙
e11—英国
e12—奥地利
e13—卢森堡
e17—芬兰
e18—丹麦
e21—葡萄牙
e23—希腊
e 24—爱尔兰
　　无论是E标志或e标志认证,首先产品要通过测试,生产企业的质量保证体系也要至少达到ISO9000标准的要求。
e.SASO认证
沙特阿拉伯标准组织（SASO）自1995年起率先执行的一项对规定产品进行包含符合性评定、装船前验货及认证的综合计划，以保证进口的商品出运前能全面符合沙特的产品标准。科威特、阿联酋等国也先后执行这一认证。
f.其它国家认证
可针对要出口的国家或者地区，咨询相关机构取得相关认证资料和产品。

氙气灯基础知识（十）-HID氙气灯基础知识

第四章  HID氙气灯基础知识
一．氙气灯的含义、分类和特点
1、HID氙气灯的含义
    HID 是High Intensity Discharge的缩写，HID即为高压气体放电灯，由于内部充填氙气，HID灯也被称作氙气灯。它是依据气体放电发光原理，利用瞬间的点火高压，在两个电极间放电，电离氙气产生电弧而发光。
2、HID的分类。HID的型号和卤素灯泡是一一对应的，即原来卤素灯泡是什么型号，那么改装氙气灯的时候，也需要用相同的型号。目前氙气灯按灯头型号分为：
H系列：H1、H3、H4、H6、H7、H8、H9、H10、H11，H13等；
90系列：9004（HB1）、9005（HB3）、9006（HB4）、9007（HB5）等；
D系列：D1S、D1C、D1R、D2S、D2C、D2R、D3C、D4C等；
其它：880、881等。
在汽车氙气灯中应用较多的是H1、H4、H7、9005、9006等型号。
H4、H13、9004、9007这四种型号，其原来的卤素灯泡里面都有2根钨丝，一根是远光，一根是近光，而由于氙气灯在一个灯管里做不到近光和远光，于是分别有四种系列，如：H4-1（单灯）、H4-2（卤氙灯）、H4-3（伸缩灯）、H4-4（双氙管），H13、9004、9007和H4的系列一样。其它型号均为单光灯泡（又称单灯，也即是只有远光，或者只有近光）。

双光灯反射原理示意图:

示意图:

氙气灯基础知识（十一）HID氙气灯的特点
 HID氙气灯的特点
寿命长：HID氙气灯寿命长达3000小时。卤素灯是利用钨丝来发光的，而钨丝在长久的高热下，容易烧断,寿命平均只有250小时； HID氙气灯灯是利用气体放电发光，没有钨丝存在，不易损坏！
色温好：接近正午日光的颜色，人眼的接受度及舒适度最高。可以有效减少驾驶人的视觉疲劳，提高驾车安全性。
节能：一般车辆原厂的卤素大灯大都需要耗费60W/55W的电力，而HID氙气灯只需要35W的电力。减轻了汽车电力系统的负担，也延长了蓄电池的使用寿命，提高了车辆性能。
超亮度：氙气灯可以输出高达3200流明的亮度，而一般卤素灯泡最多也只能产生1000流明上下的亮度。照得更亮，更广，更远。
更安全：提高了夜间行车的安全性能。
潮流：HID正在普及当中，越来越多的汽车出厂时已经带有HID了，加装HID是一种潮流。

4、HID氙气灯型号与车型的适配
汽车的型号有上千种，而车灯的型号只有几十种，对于从事HID氙气灯的人来说，需要知道通过查询哪一款车配什么型号的灯泡。一般可以通过网上查询。
需要注意的是，同一车型，生产年份不同，可能有不同型号适配。
5、安定器的分类
电子镇流器，也叫：镇流器、安定器、稳定器、稳压器、高压包、主机、火牛、EB等，民用的电子镇流器不在此文详解之内。
安定器，大致有以下分类：
A．    按照输入电压来分：分为6V、12V、24V等，一般用在汽车上的是12V、24V两种；
B．    按照输出功率来分：分为25W、35W、50W等，一般用在汽车上的是35W、50W两种；
C．    按照外观（款式）来分：主要有E版、F版、M版、I版、5009、5011、0902、专车专用版等；
D．    按照安定器外壳材料来分：分为压铸铝合金、拉铝、冲压五金、塑料等，以压铸铝合金为主；
E．    按照表面处理方式来分：分为喷漆（也叫喷油）、电镀、喷砂、喷砂加电镀，氧化处理等，也有个别款式安定器未经过任何加工处理。

氙气灯基础知识（十二）-HID氙气灯的几个知识点：
 二、HID氙气灯的几个知识点：
1、汽车用HID氙气灯应具备的特点：
行车环境不断改变是汽车的特点，安全性高是汽车的首要要求，国此对氙气灯的要求很严格，主要表现在以下几个方面，这也是衡量一个品质好的HID的重要指标：
A.           要求点灯时间短；正常点灯时间为1秒钟达到额定亮度的20%，4秒钟达到80%，10秒钟内达到其额定亮度。
B.           使用寿命长；
C.           抗震动性能好；
D.           可靠性和稳定性高；
E.           输出功率恒定，即发光恒定；
F.           防水防尘良好；
G.           电磁干扰小；
H.           安定器的外壳发热量不能超过环境温度40度；
I.           正常电压波动（一般为10-15V）不影响其发光性能；
J.           灯泡光衰小；
K.           满足多次快速点亮要求；
L.           符合国家灯光法规要求；
M.           针对不同灯管电压的恒功率输出控制；
N.           -40——105°C宽温度工作范围；
O.           输入电压9-16V能够正常启动灯泡；
P.           具有完善的保护功能。
2、安定器中应具备哪些保护功能：
A、欠压保护；B、超压保护；C、灯开路保护；D、灯短路保护；E、灯泡异常保护；F、极性保护；G、防水防尘保护；H、高低温保护；I、电磁辐射保护：H、盐物腐蚀保护等等。

氙气灯基础知识（十三）-HID氙气灯的测试项目
 3、HID氙气灯的测试项目（部分）：
抗震动测试、闪灯测试、正常12小时点灯测试、高低温测试、正常电压范围冷热启动测试、在低电压下HID的冷热启动性能，在高电压下的HID的冷热启动性能、正常电压下的输入/输出功率测试、冷热启动电流的数值及变化、对行车电脑或车载音响等的干扰测试、全寿命测试等；
4、安定器的工作流程：
  由于汽车上的电源一般是直流12V电压，安定器的输出电压一般是85V左右，而点亮HID氙气灯灯泡，还需要一个23000V的瞬间电压，因此，需要安定器来实现这个功能，具体工作流程简单描述如下：
直流电压不能升压，因此需要把直流电变成脉冲高频电流（交流电），并升压至85V—105V的高频交流电；
再通过整流、换流，把高频交流电变成低频的交流电（安定器的输出频率一般在120-500HZ之间）；
通过一个点火电路，产生一个瞬间的23KV的点火电压对灯泡进行点火；
灯泡点亮后，维持一个85V—105V的低频交流电压，稳定供电。
在点灯至灯泡稳定以及使用的过程中，需要多个保护电路和控制电路来实现保护功能。
5、变焦灯（H4、9004、9007、H13）几种变焦方式及其优缺点：
目前市场上出现了多种不同控制形式的变焦灯泡，主要有：
1)     采用电机的伸缩，控制灯泡的伸缩而实现变焦；
2)     利用改变电磁绕组的电流方向，从而实现灯泡的伸缩而实现变焦；
3)     利用永久磁铁加上弹簧，从而实现灯泡的伸缩而实现变焦；
4)     其它方式。
H4目前市场上的产品全部采用伸缩控制来实现高低灯的变化，伸缩控制，即灯管前后伸缩（伸缩距离一般为4-7mm）。
9004/9007/H13这三种产品，一种是摆角控制型（灯管左右摆动，一般摆的角度约为17度），一种是伸缩控制型（伸缩距离一般为4-7mm）。而根据其原来卤素灯泡里的钨丝的结构来分析（其两根钨丝是左右/上下对称分布的），摆角控制型较为理想，例如克拉海特科技有限公司生产的9004/9007/H13产品，即为摆角控制型。