济南东成 发表于 2012-1-31 22:37

★★★自动行车灯测试过程中所体现出来的LED发热状况★★

本帖最后由 济南东成 于 2012-1-31 23:16 编辑

    大家都知道,目前LED的光电转换效率还远未达到100%,据CREE的资料显示,能做到40%已经相当不错了。一半以上的电能转换为热能散发出去,而半导体晶片本身又是特别怕热的,所以,LED在工作过程中,散热就是非常重要的了。虽然大家都知道LED工作过程会发热,但这个热量到底怎样,恐怕很多人还没有直观的体验。最近我在测试自动行车灯驱动的过程中,通过一个实例来说明LED的发热量是多么惊人。
    首先简单介绍一下自动行车灯驱动:
    不是 自行车灯 驱动,而是自动 行车灯 驱动,用在汽车上的。设计的初衷是为了简化接线,不需要对汽车线路做任何修改,只需要把这个驱动板的供电端子接在电瓶两端就可以了。电路检测到发动机发动,就会自动点亮两路LED,用于指示汽车行驶状态。


    驱动板的参数为:


    输入电压范围:9~20V


    输出端接大功率LED数量:两路输出独立,每路串联2~6颗,互不影响


    输出电流:低亮100mA,高亮350mA


    高低亮切换方式:板上有两个VCC输入端子,标记为VCC1、VCC2,其中VCC2悬空时,只接VCC1端子,则高亮输出,如果VCC2接电瓶,则不管VCC1是否连接,则自动转为低亮输出。


    LED点亮方式:启动汽车,LED自动点亮,关闭汽车,延时30秒自动熄灯。


    为了测试这个电路板,我找了两颗四核串联的MC-E,固定在一个体积不算小的散热器上。由于输出电流最大值被预设为350mA,相当于MC-E工作在最大功率一半的状态。可能很多人认为,只有工作在最大电流状态(700mA)发热才是厉害的,降低了一半,就应该很轻松了。可是实际情形怎样呢?下面看图说话:

    为了方便测试,我没有直接接电瓶,而是从点烟器插孔取电(效果跟接电瓶类似,只是拔钥匙后就断电了,不拔出钥匙,始终还是通电的)。由于LED放在副驾驶座位上,近距离太刺眼,我上来就把散热器倒扣过来放置,这样LED的透明体就直接按压在坐垫上了。没想到,透明体竟然很快在坐垫上烧了个黑斑,幸亏发现及时,不然... ...{:1_301:}


    原地发动、关闭反复测试了几次,电路板表现正常,然后就准备上路测试。怕看不到LED的光亮,又怕过于刺眼,就用纸巾盖住。后来发现,这张纸巾也被烧了个窟窿{:1_301:}

    盖纸巾行驶了一段路程后,认为电路工作稳定,不必再查看LED的发光了,干脆又一次倒扣散热器,省的侧面光亮刺眼。这次不小心碰到一个塑料袋,LED直接倒扣在塑料袋上。其实,上面整个过程都没在意,烧焦及烧穿都是停车后才发现的。最后这次倒扣在塑料袋上,差点报废一颗LED。等我停车后,拿起散热器发现塑料袋上粘了点东西,心想不妙,果然,一个MC-E的透明体粘在塑料袋上了,塑料袋上则有多个窟窿。原来是行车过程中振动,LED不断碰触塑料袋,碰到就烧穿窟窿,终于因为发热跟塑料袋融合在一起,被塑料袋把透明体粘下来了。但是还好,金线没断。


这是纸巾上被烧出来的窟窿


    这个LED就是透明体掉了的,我用无影胶滴上去,然后在紫外灯下照了几个钟头固化,具体需要多久我没研究,反正开灯后就不管了,几个钟头后一看,已经固化了。


这是自动行车灯驱动板全貌,目前还在样板测试阶段,性能表现已经非常满意了{:1_292:}


    总结一下:这个散热器的体积尺寸,我明天上班后测量给大家看。从体积上,以及散热鳍片的表面积上看,已经超过任何手电。两个MC-E,每个都是四串的,电流350mA,二者合在一起,可以认为跟一个MC-E满功率驱动效果相当,可见,MC-E的发热量是非常巨大的。虽然接触到坐垫、纸巾、塑料袋的是其中的一个,只有一半功率,虽然这么大体积的散热器不怎么热,只有温热而已,但透明体位置的温度,肯定已经超过100度了,而透明体内部的晶片,温度将会更高。
   
    XM-L系列LED的消耗功率可以说跟MC-E是相当的,大家都喜欢用足3A,此时功耗比MC-E还要略高些,且功率是集中在一个芯片上,所以XM-L在工作过程中的热量更是惊人,如果有条件,大家可以自己试试,透明体烧穿白纸,应该不会很难。

    半导体晶片长时间连续工作的温度,必须控制在120度内,才比较保险,当然温度越低,寿命越长。在发热不可避免的条件下,散热好坏对于LED的实际寿命影响是非常巨大的。这个测试虽然是自动行车灯的测试,但通过这个实例可以让大家看到,LED的实际发热量是多么惊人。散热器外表不热,不等于LED晶片(核心)不热,这点请大家务必有清醒的认识。不管是玩手电还是设计手电,必须充分认识到这点,才不会盲目相信那些外形好看,实际内部闷烧的筒,才不会被“冷静”的外表所欺骗。

   自动行车灯测试过的车辆目前有四种了:
1、QQ3,0.8MT
2、BYD F3R
3、捷达
4、福田传奇,这是台柴油机车,比较奇怪的是插在点烟口上表现不好,但接电瓶上就正常了。虽然设计目标就是直接接电瓶,但点烟口表现不好的原因还是要研究明白才好考虑量产的。

   


89c51 发表于 2012-1-31 22:46

沙发 送一个自行车灯不 {:1_292:}

89c51 发表于 2012-1-31 22:55

透镜聚焦后是热了点

senml 发表于 2012-1-31 23:32

被R5灯珠烫伤手的路过

刀头 发表于 2012-1-31 23:47

被手电烫伤的路过

lidql2046 发表于 2012-2-1 00:08

东成M10的升级版在计划中了没有

793529626 发表于 2012-2-1 00:21

首页围观 没车的挊过 一个轮子的都没有

T9手电筒 发表于 2012-2-1 00:29

LED光能转换40%已经那么亮了,那么节能了,要是能做到50%以上每W的流明应该会提升很多

aku1979 发表于 2012-2-1 00:32

好测试,太多人追求极限亮度而忽视LED散热和光衰问题。

jmzhishan 发表于 2012-2-1 01:31

自动行车灯 备查!

慕炎 发表于 2012-2-1 09:11

东西很精致,不过板子不小啊

目前用zz的做日行灯中

lover_ant 发表于 2012-2-1 09:15

以为是自行车灯{:1_292:}

莽茫忙 发表于 2012-2-1 09:19

好东西。

19支 发表于 2012-2-1 09:21

这个做成家里照明用不错

niankeke 发表于 2012-2-1 09:41

顶帖学习一下

dragon-light 发表于 2012-2-1 09:47

来学习一下。俺更期望有自行车用的,呵呵。

xiaoxiaobird 发表于 2012-2-1 10:33

把一个AC-5装在节能灯外壳里,外面粘了个圆形cpu散热器,串联两个r2在上面
就这样一直装在厕所里用,快半年了吧,好像没明显光衰,也就没再管了

我大郎 发表于 2012-2-1 10:34

这个如果去掉检测部分,用作家庭照明,应该不错{:1_292:}

总冒烟 发表于 2012-2-1 10:51

老大有没有兴趣搞一个电瓶车驱动板啊   30~70V供电即可一直找不到合适的驱动和灯头,买来的LED一直睡在那里

hhhsk 发表于 2012-2-1 12:21

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