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標題: 到底是需要穩壓還是恆流？ [打印本頁]

作者: sanbis 時間: 2016-12-30 20:37 標題: 到底是需要穩壓還是恆流？

手邊有兩隻常用的手電筒，
一大一小~
小的一次裝一顆 18650 ，
筒身上一邊註明 CREE，
另外一邊註明 SMALL SUN 還有可能是型號的 KH-C59，
大的一次裝兩顆 18650 ，
筒身上一邊註明UltraFire，
另外一邊註明 CREE XML-L2

因為都不知道怎麼拆，
要是隨便拆了搞不好還裝不回去~
所以不知道 LED 後面到底有沒有其他設計？
還是就是空空一片？

這邊就有點小問題了，
首先~我不知道 LED 的啟動電壓是多少？
（印象中應該是 3V）
一顆 18650 的電池電壓上限是…………3.7V（？）
裝到兩顆的話肯定會燒掉 LED ~
所以需要穩壓讓電壓維持在可以承受的範圍，
但是 LED 的亮度取決於電流，
所以需要恆流電路~

電池到底可以輸出多大電流我就不知道怎麼測試了，
理論上應該會隨著電壓下降跟著減弱，
所以手電筒會越來越不亮？

作者: 阿中 時間: 2016-12-30 21:23

衡壓衡流我是不清楚……也不懂

不過一般手電筒的設計，LED基板後方還會有一塊電路板喔，而有一些小手電則是LED基板跟電路板是做在一個燈膽裡面，所以拆下燈膽後就可以看到電池倉了

作者: sanbis 時間: 2016-12-30 22:32

2# 阿中

我看過兩光的手電筒，
燈版後面沒有什麼電路板，
直接就接電池艙喔~

作者: ReinForce 時間: 2016-12-30 22:40

本帖最後由 ReinForce 於 2016-12-30 23:02 編輯

對燈珠端(電路輸出端)來說能同時恆壓恆流最好，就是功率不變的意思

可以用以下例圖說明，圖片是電池輸出端維持在10w的曲線圖
並不會因為電壓下降而使功率下降
Feilong 32650 6000mAh (Gray)-PowerLoadTime.png

Feilong 32650 6000mAh (Gray)-PowerLoadTime.png

從電池汲取更多的電流時，壓降又會更劇烈，惡性循環

當電池撐不住持續上升的電流，或是電壓降到電路的能力之外時候就會無法恆定功率

直驅的就沒什麼好討論的了。

圖片附件: Feilong 32650 6000mAh (Gray)-PowerLoadTime.png (2016-12-30 22:40, 48.49 KB) / 下載次數 488
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作者: 阿中 時間: 2016-12-30 22:46

3# sanbis

你是說這種的嗎 @0@

圖片附件: DSC_0942.JPG (2016-12-30 22:46, 26 KB) / 下載次數 459
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作者: sanbis 時間: 2016-12-31 00:56

4# ReinForce

這張圖有點看不懂，
兩條曲線一個是用 3.1V 驅動（綠線），
一個是用4.1V 驅動（紅線），
電池隨著時間放電導致電壓下降，
到最後無法維持功率~

不過沒有電流的比較所以還是很難區分到底是恆流比較好還是恆壓？
雖然說電壓差會不會影響到亮度也是一個考量~

晚點放幾張照片上來看看~
感覺上後面很兩光甚至連控制電路都沒有的八成就是直接驅動的~

實際上現在是想要一隻可以換頭的~
因為有時候會用到 UV 膠去固定東西~
但是本身附的 UV 燈就是顆小小的 LED 加上水銀電池，
不亮又要拿著照射實在很不方便~
想說能不能直接換一個可以固定或是可以調整角度的來用~
（這裡八成就要手工改了吧）

作者: ReinForce 時間: 2016-12-31 07:08

4# ReinForce

這張圖有點看不懂，
兩條曲線一個是用 3.1V 驅動（綠線），
一個是用4.1V 驅動（紅線），
電池隨著時間放電導致電壓下降，
到最後無法維持功率~

不過沒有電流的比較所以還是很難區分到底 ...
sanbis 發表於 2016-12-31 00:56

你沒有看對，建議你再看看右邊軸的單位。

作者: sanbis 時間: 2016-12-31 11:23

7# ReinForce

這裡就不懂了，
左邊是電壓很好理解，
右邊顯示的是…………輸出電流？
是說用 3.1V 的話電流輸出反而會越來越大嗎？

作者: toobadorz 時間: 2016-12-31 14:26

8# sanbis

那張圖紅色曲線是電壓，對應的是左邊軸標成紅色的單位（伏特），綠色曲線是電流，對應的是右邊軸標成綠色的單位（安培）。

要恆功率輸出的話，因功率 = 電壓 x 電流，且電池電壓會在放電過程中逐漸下降（即你看到的紅色曲線高度逐漸下跌），所以要維持固定功率，電池就要提供更大的電流（即你看到的綠色曲線逐漸上升）。

作者: sanbis 時間: 2016-12-31 18:37

9# toobadorz

所以就設計上來說應該先穩壓再恆流，
還是要反過來？

應該不至於同時做到吧？

以我個人的想法應該是先穩壓再恆流~
因為電壓不足的話你連驅動都不行，
電流不足的話只是變暗一點而已~

作者: bouli 時間: 2017-1-1 07:51

首先~我不知道 LED 的啟動電壓是多少？
（印象中應該是 3V）
sanbis 發表於 2016-12-30 20:37

您要的資料，網路上都能搜尋到。
先對應您的"首先"，這是CREE XM-L2的原廠規格表：
http://www.cree.com/~/media/file ... nning/xlampxml2.pdf
在這份文件的第六頁，就有您需要的圖表。

Bouli

作者: toobadorz 時間: 2017-1-1 15:31

本帖最後由 toobadorz 於 2017-1-1 19:17 編輯

10# sanbis

維持恆功率推動 LED 直到電池電力耗盡（通常是電壓低於某一數值以下）當然是做得到的，但通常有些原因使得廠商沒有那麼做（偷工減料或技術不好這種原因先排除在外）：

1. 通常最高亮度檔位 LED 的發熱相對於筒身很驚人，因此為了不燙到使用者（就算不管這個，最起碼要保證內部電路與 LED 不會過熱至壽命衰減太快甚至失靈），以固定時間或溫度感測的方式調降功率是勢在必行的。

2. 如同前面幾篇的恆功率曲線所示，要維持恆功率，在電池電壓逐漸下降時，必須從電池抽取更高的電流。如果想要這麼做一直到耗盡電池能量的話，會對電池的放電能力有相當要求，考慮到使用者未必了解如何正確選用足夠能力的電池，廠商比較安全的做法是在電池電壓低於某數值之後就下調允許的最高輸出功率，以避免從電池抽取太高電流造成意外。

有個比較有趣的例子是，目前較知名品牌的 26650 手電筒大都會強迫內附一顆電池，且必然是有保護板的。目前 26650 保護板方案的過電流保護觸發大都約在 10A 上下。這個上限在電池電壓比較低的時候就確實是有點太低了，而為了不讓自己的手電筒連用內附的電池都會搞笑地觸發過電流保護，廠商的做法就是讓你在電池電壓低於一定程度之後就不能使用最高亮度檔位。較知名的例子有 ACEBEAM EC50 GEN II 與 Olight R50/R50 Pro，另外，使用 18650 x 4 的 Olight X7 感覺也是類似狀況。

3. 如果一直維持恆功率，直到最後一秒才突然停止運作而熄滅的話，對使用者實在很突然，所以另一個折衷的方式是在電池電壓低於一定程度之後開始平滑或階段式地降低允許的最高輸出功率，這可以很明確地提醒使用者電池電力問題。

單純文字描述比較沒有感覺，下面貼幾張手電筒亮度輸出相對於時間的曲線來解釋：

這張圖是 turboBB 所量測的，可以觀察到 THRUNiTE TN36-UT 的最高亮度輸出曲線（綠色實線）在前 25 分鐘因為恐怖的發熱關係降低輸出功率，之後就幾乎維持固定功率輸出到最後一秒。THRUNiTE 能選擇這樣做的部分原因是因為他們在開關上有個小 LED 提醒使用者電池電量問題，所以就直接全程恆功率了。

上面這是另一張 maukka 測量的 ACEBEAM EC50 GEN II / Olight R50 / Olight R50 Pro 的最高亮度輸出曲線。可以看到同樣因為溫度控制降低輸出功率之後，這三支手電筒都維持了相當長時間的固定輸出，直到最後一段時間電池電力不足時才階段式降檔，更明確的提醒使用者電池電量問題。

最後這張是 Budda 量測的 THRUNiTE TC12 的 TURBO 與 HIGH 兩個檔位的輸出曲線。可以看到它的 TURBO 檔位是沒有維持輸出功率的，而 HIGH 檔位則是可以維持固定功率，到電池電力不足時則平滑地降低輸出。

在挑選合用的手電筒的時候，較高亮度的幾個檔位輸出曲線一向是我很看重的一點，以上是我的一些心得，希望對你有幫助。

圖片附件: TN36-UT.png (2017-1-1 15:31, 129.99 KB) / 下載次數 209
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圖片附件: R50.png (2017-1-1 15:31, 138.1 KB) / 下載次數 202
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圖片附件: TC12.png (2017-1-1 15:31, 89.92 KB) / 下載次數 230
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作者: peter_cheng001 時間: 2017-1-2 11:58

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