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自制LED台灯详细制作过程

作者:和彩彩票 发布时间:2020-06-24 13:19

  最近一段时间忽然对LED照明着了迷,结合自身的工作经历及对周边环境的感知,一元近日曾发表了著名的预言:“未来十年,有两个产业是最具活力的,一个是光转电,一个是电转光!”

  光转电,就是太阳能光伏发电系统;电转光,即LED(发光二级管)。这两个行业现在所爆发出来的能量,就好比石缝下的种子发芽,即使是泰山压顶,也能破石而出,茁壮成长。大家必将感受到这两个行业的发展给我们的生活带来的巨大变化。

  一元自从迷上LED,就跟着了魔一样,趴在电脑前不分日夜地看了一周多,除了对这个技术本身兴趣浓厚外,主要是想找一个合适的突破口,适时地切入这个行业。很可惜,突破口到现在还没找到,为了向领导证明我这段时间的不正常是有理由,有成果的,一元决定自己动手做一个LED台灯,作为老婆大人即将到来的生日的献礼。

  2) 节能,LED据称光效是白炽灯的4-8倍,也就是达到同样照度的情况下,功率不能超过15W;

  3) 低成本,咱是DIY,网上看到一盏满意的12W台灯,居然要568块,NND钱是越来越不值钱了。成本目标:100元以下搞掂。

  扳手是干啥的?答:铝合金型材成型的,用老虎钳会在铝型材上留下痕迹。讲究的话还得在扳手的口上垫张厚纸板。

  新添置的微型电钻套装,很好用。很喜欢。一套5支钻头,还有几种不同的小砂轮。是居家旅行、小家电制作必备之利器。

  主角上场啦!LED灯珠。选了1W的大功率的。用于照明的LED灯珠现在有很多种,为什么选这钟?这是个很复杂的问题。实际上现在产业界对于选用多大功率的灯珠来组成各种照明系统也是一个一直争论不休的问题,并且都各自利用自己的理论形成了产品系列。反正我就这么选了。

  既然是主角,就一定要来个特写。中间的金线清晰可见。我的镜头够犀利吧?!:)

  哎!就这一句话,又是很复杂的一个问题。(以下略去一万一千字),总之,照明LED分正白光、暖白光(当然还有其它颜色,家用普通照明以这两种为主),基本与我们平时的荧光灯、白炽灯所发光的颜色差不多。

  这个很重要,虽然用量非常小。还有热缩管,黑黑的,就不拍照片上来了。这个管子受热后能收缩,可以很好地起到绝缘保护、紧固的作用。

  这个等于是LED灯的心脏,其重要程度不言而喻。LED实际上是个二极管,对外部驱动电路有着比较高的要求。如果驱动电源做得不好,对LED的寿命、输出特性等影响非常大。事实上驱动电源是目前制约LED灯寿命周期的瓶颈,驱动电源损坏导致整灯故障的比例极高。但是普通消费者在使用LED灯的时候,只知道灯不亮了,并不一定都能准确地区分是电源坏了还是灯珠坏了。

  一元花了很多时间来了解驱动电源的市场情况和技术趋势,发现市面上现行的大部分驱动电源都存在各种各类的问题,比如电路结构问题、元器件质量问题、制造工艺问题等。导致这些问题的主要原因,一是成本,二是生产批量。

  驱动电源根据其电路结构分为隔离和非隔离两种,一元经过认真考虑,选择了隔离电路结构。从制造成本上说,隔离式显然要高不少,但是相对更安全。

  无论隔离还是非隔离,从技术上说,绝大部分都采用已成熟的电路技术,换句话说,是比较老的技术,至少给我的感觉是与LED灯技术新锐节能先锋的身份不匹配。比如其输入部分,几乎都采用了桥式整流,当然简单可靠成熟低成本,但是这个电路的功率因素偏低,如果大批量应用,会对电网造成谐波干扰,并不是那么“绿色”。

  一元自信,如果我自己来设计一款驱动电路,会比现在市面上可见的大部分产品都好。但是肯定卖不出去,成本太高。

  既要便宜又要好,确实是难办。市场自己作出了一个选择,在成本和品质之间找到了一个平衡点。不过我觉得这个平衡点有点太过偏向于成本了,希望今后能够主动向品质这边转移。

  我的想法是这样,把铝合金方管加工后通过两次折叠,实现灯座、灯臂和灯头一体化,铝合金既是结构支撑件,灯珠、开关等均直接安装在其上;又是隐蔽件,所有的走线均从内部走;同时也是散热片,以保证LED灯珠不会因过热而死灯。

  说得简单,实施起来还真不容易。为保证一次成功,我在纸上画了几张草图并不断修改,各部分的尺寸均精确计算。比如总长度,因为我从梅林买来的铝合金只有这一根,要是弄坏了就得再跑一趟,这是我极其不愿意看到的。

  灯珠焊在铝基板上,中间要涂导热硅脂,灯珠要分正负极。 灯珠的焊接要求比较高,理论上,焊接温度不能超过250℃,焊接时间不能超过3S,否则可能导致灯珠的损坏。俺的焊接技术还是不错滴,全部一次焊接完成,焊点圆润饱满。经检测,无一损坏。

  所有的导线连接均采用焊接,外套热缩管,以保证用电的安全性。因为铝是导电性非常好的金属,如果因对带电部分防护不好导致漏电触电就麻烦了。一元很小心,知道后果的严重性,不会拿自己和家人的生命来开玩笑。

  交流带电部分的焊接均用了双层热缩管保护。电源开关的高度是19mm,铝型材内高22mm,理论上是安全的,但是一元不放心,把开关的铜接脚锉掉2mm多,热缩管保护,并在开关下方的铝型材表面贴了两层绝缘胶带,以保证可靠绝缘。

  1)灯珠有偏色。图片上可以看出来,是偏青的。这绝对和灯珠的封装有关。现在市面上的所谓正白光的灯珠,基本上是采用蓝光LED外覆黄色荧光粉,来达到出白光的效果。如果封装工艺不稳定,必然导致偏色。

  撇开偏色不说,就是这么个正白光,说实话,看久了眼睛还是不舒服的。一是未加散射罩,刺眼,二是人类在进化的过程总,实际上眼睛更适应的是日光光谱成分的光。

  2)铝基板表面涂覆为黑色,这显然不合理。首先它会吸收相当大一部分光,导致灯珠的输出未能充分利用;另外吸光会发热,也许并不是很多热量,但理论如此,当是没错的。

  3)灯头对水平线度,因施工水平比较差,实际仰角接近40度。经过实际使用情况看,显然仰角过大了,比较合理的是灯珠内藏,水平灯头,以防晃眼睛。如果下次再有机会做第二盏台灯,当会注意。


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