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来新站一直没发过文章,发一个原创的版主能加精不?
一、 背景信息 09年买房开始就一直使用LED灯(当年觉得LED虽然贵但寿命长省电,现在看图样图森破),从最开始的小功率草帽、车铝散热筒灯、到各种铝基板贴片、再到现在的大功率COB,基本都用过。但用的越多,发现现在的LED越来越水了,寿命越来越短,而且你很难买到直接用5年不坏的灯了,就算相对贵的大牌灯,能用2年就很不错了。 这里面主要是商业利益的问题,而不是LED本身的问题。 个人这10几年一直修灯换灯改造灯,去年做了几个大功率灯,把家里的旧LED都换了,现在用了大半年了,效果很好,现在分享给需要的人
早期LED灯,失效的主要原因是LED芯片损坏。因为那时LED技术没现在成熟,一致性差,而且散热结构也不好,容易因为冲击电压或散热导致个别LED芯片损坏,一般换掉损坏的LED管就可以继续用。我09年花320元买了4个8W草帽LED灯,其中两个一直用到2020年,光度已经降低到当初的大约1/4,但这个灯是我用过寿命最长的灯了。 现在的LED灯,失效的主要原因是就是过热导致的LED或驱动元件损坏。LED芯片本身的质量特别是光效相对早期提升很多。 我个人使用,都会改造驱动或灯板,降低功率,也能用2年以上,但几年后光衰也严重了,主要还是现在的灯板散热不行,铝基板都很小,设计就是为了只能用1-2年。
二、电路设计 LED灯要长寿命,温度控制是关键,必须做好散热,并保证电路效率高,减少发热。 我的设计目标是:单个灯功率1-30W,LED芯片温升20度左右,可用感应模块控制。 下面是我做了大功率改进的电路,换成高压MOS限流,并增加光耦用于自动控制。 去除了原电路的电解电容,这样开启瞬间冲击电流小,增加降压电容寿命,并去除电解电容寿命的短板。 电路效率在98%,秒杀市面的LED商品灯,缺点就是不是恒流的,我是没感到有什么差异。 功率因数在50%左右,这时单位降压电容容量的有效功率是最大的。 file:///A:\TEMP\ksohtml\wps4AF8.tmp.jpg 电路图 file:///A:\TEMP\ksohtml\wps4AF9.tmp.jpg 电路波形
DIY建议: 1,LED灯板不能用低压的,一定要用高压灯板(至少60V),建议30管以上,最好50管(功率因数50%,有效功率最大)。功率因数太低,大功率下峰值电流大容易烧LED 2,通过C1大小控制功率,C1用多个CBB或安规电容并联 3,整体功率不要超过灯板额定功率的50%,避免峰值电流击穿,同时光效更高 4,多灯板并联,要测量一致性,一致性不好,大功率下容易烧LED。 5,12W以下,MOS可以降低为1N60,R1要相应增大,保证限流精度。 6,示例电路中MOS的VTO=3.7V,实际需要测量,并适当调整R1。要确保MOS启动1秒后工作在饱和导通状态,温升不应超过20度。 7,C1用>=400V CBB或安规电容,C3、C7用>=600V高压瓷片,C2用普通50V瓷片 8,MOS最低可以使用400V的,不过最好硅桥前面加个400V的压敏,防开关不良抖动导致的额外冲击电压。
三、实际效果 灯板采用50C大概50W 的COB、采用显卡风扇主动散热(都是从老王那里淘的几块钱的电子垃圾),总功率20W左右。 驱动电路很简单,直接洞洞板搭建,加透明硅胶防护,固定在风扇上。 风扇驱动电流小,夜深人静时仔细才能听到声音。
file:///A:\TEMP\ksohtml\wps4AFB.tmp.png 正面 file:///A:\TEMP\ksohtml\wps4AFC.tmp.png 背面 file:///A:\TEMP\ksohtml\wps4B0C.tmp.png 加微波传感器
file:///A:\TEMP\ksohtml\wps4B0D.tmp.png 环境温度,去年11月拍摄的 file:///A:\TEMP\ksohtml\wps4B0E.tmp.png 散热器铝板稳定后温度
file:///A:\TEMP\ksohtml\wps4B0F.tmp.png LED核心稳定后温度,大约温升23度。
file:///A:\TEMP\ksohtml\wps4B10.tmp.png 目前已使用大约9个月,未测出光衰。 完毕。
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