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.

Những khác biệt chính

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 độ K (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 pha 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 halogen thực chất cũng là một loại đèn sợi đốt nhưng trong bóng, ngoài khí trơ còn có thêm khí thuộc nhóm halogen (iốt, brôm). Mục đích chính của việc làm này là khắc phục tình trạng bóng đèn bị đen do kim loại vonfram bốc hơi ở nhiệt độ cao tích tụ dần trên thành bóng. So với loại đèn sợi đốt thông thường, đèn halogen không chỉ sở hữu công suất và tuổi thọ lớn hơn mà kích cỡ nhỏ bé cùng hiệu suất phát sáng cũng cao hơn, do đó, halogen được sử dụng rộng rãi cho tới tận thời điểm hiện tại.

Đèn pha halogen vẫn chiếm ưu thế trên các mẫu xe ô tô 

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 35W 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 bi-xenon (được định nghĩa là đèn xenon cho hai chùm sáng pha và cốt, chữ viết tắt của bifunction xenon) không có dây tóc như các loại đèn halogen hay đèn vonfram, thay vào đó là hai bản cực điện đặt trong khí trơ xenon, được bao bọc bằng bình thuỷ tinh thạch anh. Khi đóng nguồn điện, giữa hai bản cực này sinh ra hiện tượng phóng điện do hiệu điện thế vượt ngưỡng đánh thủng (vào khoảng 25.000 V). Tia lửa điện sinh ra kích thích các phân tử khí trơ xenon lên mức năng lượng cao. Sau khi bị kích thích, các phân tử khí xenon sẽ giải phóng năng lượng để trở về trạng thái bình thường, bức xạ ra ánh sáng theo định luật bức xạ điện từ.

Đèn pha bi-xenon được trang bị cho những xe cao cấp

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. 

LED hay còn gọi là diot chiếu sáng, hiện là công nghệ chiếu sáng hiện đại nhất trong ngành ôtô. Nó cũng có kích cỡ nhỏ hơn, phát nhiệt rất hạn chế và tuổi thọ lâu đời hơn hẳn những loại bóng đèn dây tóc. Với những ưu điểm đó, công nghệ đèn LED hiện đang dần trở thành xu hướng lựa chọn phổ biến cho các hãng xe.

Đèn LED trắng vốn là sản phẩm từ linh kiện bán dẫn phát ánh sáng xanh dương tím (360-470 nm) (do vật liệu bán dẫn GaN hoặc InGaN) kích hoạt phốt pho phát ra ánh sáng trắng, giống như đèn neon, nhưng có tuổi thọ lớn hơn đèn neon gấp 20-100 lần và hiệu suất phát sáng lên đến cả trăm lumens/Watt. Mặc dù đèn LED không toả nhiệt khi chiếu sáng như đèn halogen, nhưng chúng lại sản sinh nhiệt lượng ở chân đèn, nên tạo mối nguy nhất định cho các bộ phận liền kề và các cáp nối. Trong công nghệ chế tạo đèn xe, yếu tố này nhất định phải được lưu ý.

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 là công nghệ mới và được trang bị ngày càng rộng rãi trên các mẫu xe ô tô ngày nay

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.

Một số khái niệm cần lưu ý

1. Xenon và Bi Xenon khác nhau gì:

- Đèn xenon sản xuất theo công nghệ H.I.D, dùng đèn xenon làm đèn cốt (Low beam) và pha (Hight beam) vẫn sử dụng là Halogen. Sau đó, tiếp tục được phát triển Xenon thành Bi xenon (bifunction xenon) một đèn xenon cho hai chùm là pha và cốt (ai cải tiến thì em không rõ). Người ta phối hợp để sản xuất kết hợp giữa halogen và xenon để giảm chi phí sản xuất. Còn Bi xenon cao hơn rất nhiều nguyên nhân thì chắc bác đã rõ.

2. Projector hay còn gọi là gương cầu mục đích

- Đẹp

- Cắt dãy sáng chói phía trên để không lóa mắt người đi ngược chiều tránh gây tai nạn cho chính chủ nhân chiếc xe.

- Làm cho ánh sáng gọn đi xa hơn nhiều. Có thể phối hơp giữa Bi xenon và Projector

Projector