市面上賣的led燈和省電燈泡都有一個嚴重的缺點,散熱不佳,易積熱,造成
另外由於省電燈泡的燈管只要燈絲一斷,即使電路板修好,沒燈管也無法發揮,雖然修好和測試ok的電路板良品一堆,但沒有價格夠便宜的,尺寸和亮度適當的燈管,這些電路板也只能放在旁邊
由於便宜而且尺寸小亮度高的燈管取得不易,於是把念頭轉到led上,在4年前,我土砲了一顆led燈,用寶特瓶和一些零件,如下圖
這是我第一代led燈,那時我在設計時有參考網路上的一些恆流設計,但測試發現led串聯顆數一多,可靠度會變差
假設一顆led的可靠度是0.95,串聯兩顆後,可靠度就是0.95x0.95=0.9025
,串3顆後變成0.95x0.95x0.95
=0.857375
也就是恆流驅動不能串太多顆,否則一顆失效就整顆不亮,除非你喜歡自己找自己麻煩,市面上的廠商為了省麻煩,都用大功率燈珠加恆流,串聯顆數比較少(但大功率燈珠有集熱和積熱的問題.沒處理好會造成光衰和壽命變短)
而我這顆燈用了41顆led燈珠,最早採用串聯加恆流的測試時,當然就不耐用了
,所以我當時改成並聯恆壓,用3.2v電壓驅動,每顆燈珠約20mA,41顆約0.8A ,LED功率為3.2 X0.8 =2.56 W,加上其他變壓器損耗後,總功率小於4W
雖然功率不到4W,但亮度足以照亮1.5坪 大的廁所了,而且也用了4年,很穩定
分析一下第一代的優缺點
優點:
1.省電(不到4W點亮廁所)
3耐用 由於第2項功率分散的優點,所以LED壽命也延長了
然後分析缺點
1,照明角度有限
我這顆土砲LED照明角度受限,造成天花板較暗
2 LED很刺眼,我原本想加燈罩,但4W不到的LED ,加燈罩就偏暗了
3外觀太醜,變壓器重
所以經過一些考量後,我決定再設計一顆有主動散熱的LED
主要改良目標如下
1 照明角度提升
2加光罩避免刺眼
3 提昇亮度至比21W省電燈泡亮的程度
4 維持並聯恆壓和功率分散的設計,加裝風扇改善散熱
首先,先來畫個圖
3D印表機開印
用3D印表機印了個治具,測試LED極性並做記號
使用東貝的5730白光貼片LED
利用治具定位LED並固定在洞洞板上(用銅箔代替焊接線)
把LED用黃色耐熱膠帶和治具固定,並在洞洞板上定位
焊接好一邊
把治具移除並焊接另一邊
先測試5顆並聯的亮度,用3.5V電壓測試,電流約300m A,約1.05W,平均每片LED功率0.21W
共使用40片5730,全部焊好
印好零件預組
把電路板固定,中間是交換式恆壓源(先調好電壓再接LED)
側面
底部
加上燈罩和風扇
底部
接上底部燈
測試一下12V ,電流1.4A ,共16.8W(含風扇功率),亮度比省電燈泡亮了
把上部12V變壓器和E27頭裝上
組合之後如上
後來發現白色PLA透光不夠好,改用半透明PLA ,裝在廚房測試,明顯比省電燈泡亮,點一小時後摸LED燈珠也只是微溫,有風扇散熱果然不會燙
至於使用壽命待觀察,理論上有風扇加強散熱,壽命應該比沒風扇的好,之前省電燈泡點個一小時就很燙,市面上的LED沒風扇散熱溫度也很高,我這顆點一小時,除了吹出的風有點微溫外,LED晶粒直接摸是不會燙的
沒有留言:
張貼留言