我做的LED球灯泡

嘉树元利

   看到有坛友也在做LED球灯泡，其实我早些时候就做了些，因为刚好换了工作，比较忙没时间整理了发，今天先发出来抢个头彩。

   大家知道的，球灯泡构造其实很简单。光源板，恒流驱动，外壳。我也算半个DIY玩家，虽然玩的东西不多。之前因为农村老家堂屋缺个大灯，一狠心做了个50W的长条灯，还用的明纬的电源。这是第一次做LED生活照明灯具，后来就想着可以做些球灯泡，毕竟接口用E27，适用范围广。
   说做就做，第一步是选材。古希腊的毕达哥拉斯学派有个观点：和谐就是美。咱们造物要讲究美，要注重工匠精神嘛！那么选材就要有讲究，我的观点是，不必去在各个指标上都去追求极致，得注重整体的均衡性。当然，有人会说了，不发烧那DIY有什么意义呢。我的初衷，只是觉得相关工业水平已经比较高了，但是市售的LED球灯泡low得不行，我想做几个实用品，太极致了只能束之高阁也没意思。废话少说，开始选材！
   外壳找了很久，因为外观不仅要适用，还要美观。实用体现在散热要好，封闭能够防蚊虫。美观主要就是造型要有美感。后来发现了一款车铝的，外壳都比较大了，据说是仿的夏普的。因为我工作的关系，我就去搜了一下，果然是夏普设计的，在中国的外观设计专利的申请号为201030190141.7，目前是有权状态，大家可以对比实物图和专利文件中的立体图，确实很像。

   夏普的设计，是比其他的看得比较顺眼。唯一不好的就是这款9W和12W的壳子设计得好大，价格也贵。12W的报价都在12元左右。后来找了一家稍稍便宜的，算下来11块钱的样子，但是做工感觉真一般，部分细节处理的不好。
   再就是选驱动，驱动我不怎么了解，其实我电子知识比较频繁。所以选了选去，就选了一款过CE认证的恒流电源。
   电源是根源光源板选的。光源板是个比较麻烦的问题。我最开始打算用5630灯珠，5630灯珠很多，不乏显指高和光效高的。首尔和三星的的三代灯珠就是，价格也还算好。但是后来没有采用。用的是老大哥cree的cob的集成灯珠，选用的型号是CXA1507。因为对我来说，把5630焊在铝基板上太麻烦，我没有电焊机之类的工具。而且很容易发生虚焊问题，经过使用容易出现故障。从组装难度和稳定性的角度来说，不适合采用。
   再说说CXA1507的状况。最高可以支持15W，我选用的是色温5000K，最小显指80，H2亮度档的一款。看官方的技术资料（cree官网有中文的技术文档），光效在85℃时是可以达到130lm／W。

   这个光效很重要。一般很多人宣传的时候，都是只说灯珠的光效。比如大家常见的手电，号称光通量1000lm，这个是很理想化的状态。这里我要揭行业潜规则了。
   首先从LED的发光特性上说，在某个恒定的电流下，灯珠的温度是会影响实际功率和光效的，所以上图中cree官方标识了25和85两个温度值下的光通量，而且两个温度下灯珠断电压是有差别的。说U2可以达到1000lm，其实也就开灯千几秒。我的实际感觉，这个LED灯一打开时，确实很亮，后来由于功率光效下降以及视觉的原因，开了一会感觉没有刚开的时候亮。
   所以25℃的灯珠参数没多大意义。我选的这个灯珠，200ma，85℃的光通量是900lm，此时电压35V，光效128.6lm／W。我觉得这个光效是很有意义的。因为在实际过程中，灯罩会使得光通量打折扣，驱动会使得能效打折扣。
   我觉得这两个折扣都按85%算，是比较合理的。石英玻璃的透光率也就93%的样子，去年中科院重庆绿色智能技术研究院搞得大新闻，石墨烯材料透光率也就97%。我用的灯罩找不到参数，查了一下，姑且认为是85%的透光率，驱动的效率85%。这样算下来，100÷0.85÷0.85=138.光效达到138lm／W，才能基本使得整体光效能够达到100lm／W。
   我后来把电流定在了230ma和300ma，85℃下灯珠能够输出1000lm和1200lm。这样打个85%的折扣，光通量还算可以。这是一个比较血淋淋的事实，输出的光通量没有想的那么高。当然不能凭想当然，搞些虚假的数据也没啥意义。实际使用，后者在我14平的房间，已经很亮了，放大客厅差不多都够了。
   下面是实际数据。室温27度，湿度85%。我用功率计和热敏电阻温度计测量。通电时测量一次，包括外壳稳定。随着持续电量，灯珠温度上来，功率会下降，直至相对稳定，此时测量外壳和灯珠Tc点温度，待基本不在上升时的温度作为外壳和灯珠Tc点温度。
   12W的情况，初始功率12.65W，最后外壳温度是60.2℃，灯珠温度73.7℃，功率稳定在12.1W的样子。看图：

   因为CREE自己用的灯珠Tc温度来做的参照，从此实测温度未达到85℃，说明光效会比料想的好一点。当然，实际使用是有灯罩的，这里没有，实验和实际情况有偏差。
   再就是9W的，这个有点失误，功率大了点，算10W差不多。实际温度比12W的要低。
   先吊着大家胃口，明天再补9W的测试图和灯泡内部结构。我选做得比较细心，对散热是比较重视的，外壳和灯珠温度也差不多了多少。最近天热，大家早睡早起。

【再来跟新】
   9W的实际功率达到10.5W，驱动电流的选择有点失误哈。。初始功率10.82W，最后外壳温度是58.7℃，灯珠温度72.2℃，功率稳定在10.47W的样子。因为外壳就短那么一点点，功率相差不大也不是很大，所以效果相当。看图：

【再来说几句】
   关于灯珠，我选CXA1507，除了功率，光效，他还有两个优势，一个是自带陶瓷基板，这样可以不用再焊铝基板，这样会增加热阻，而且增加工序。另一个是有TC温度点，方便测量灯珠的温度，同时跟官方的技术文档也好做对比。不搭的地方就是外壳圆板中间是有空的，我是用导热胶填起来的。

   关于散热。觉得不能只看外壳的温度，一个灯珠外壳是啥温度都好说，主要是灯珠和驱动在什么样的温度下运行。我这个设计，灯珠跟外壳温差只有十度左右。这得益于我在外壳的螺旋连接部分都涂了导热胶。同时把驱动连上一块高导热陶瓷片，用导热胶粘好。其余部分涂硅胶，待茶色胶包裹后，用导热胶尽量把陶瓷板和外壳内部粘接，降低驱动和外壳之间的热阻，降低驱动温度，使得运行更稳定。
   

   
   这就说到了，如果灯珠跟外壳间的热阻太大，会使得两者之前的温差很大。一个优秀的LED灯泡，应该在一定分寸上发热，在一定分寸上散热。我很难想像那些大功率塑包铝灯泡的LED过的是什么日子。今天测试了外壳温度和塑料灯罩的温度，相比还是很大的。关键是塑料的东西因为导热系数小，摸起来一定都不烫手。这就是体感温度的差异，就好像冬天的室外，铁栏杆要比木栏杆凉很多。

   关于LED的蓝光。这个不想多说，不能要把这个东西妖魔化。只说两点，一个是太阳光的蓝光含量不低，但是辐射功率比灯具大无数倍。而是，电子屏幕对眼睛是直射，但是灯具的光是漫反射到眼睛去的。
   关于显色指数，CREE这款显指最小80，色温5000K，某国内手机厂商主打的柔光自拍手机，我看评测文章说，色温5200K，显指才78呢。。。其实同系列有显指90的，我觉得作为室内日常照明，没必要去追求这个了。
   话说今天晚上室内温度32度，真热。。。
   外壳11，驱动8块，灯珠8块，其他成本1块。我这里还有点散件，可以出，成品也可以出，10块的手工费。

zhy1

参观  参观

zhy1

参观  参观

筒家铺子

看似不错，关注先

zwei13

观摩观摩   平均做下来多少一个

phoenixby

LED  蓝光

嘉树元利

phoenixby 发表于 2016-7-25 05:40

                               
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LED  蓝光

这个问题我有准备，等我慢慢说来。

maisher

虽然这个壳子质量很好，还是建议降一档使用，我也买了一批。，跟你这个不太一样，鳍片要比你这个厚，依然很热

kakaruote

70多度，外壳，散热不行啊。。     1507 我也做过几个球泡。  用的是 CPU散热器，散热面积有1200-1300平方厘米， LED是直贴散热片的。（驱动电流0.26A）  我焊嫌弃温度高。  
你这个外壳比我的温度高25度-30度， 太高了   我是按照100平方厘米每瓦设计的

kakaruote

maisher 发表于 2016-7-25 09:10
虽然这个壳子质量很好，还是建议降一档使用，我也买了一批。，跟你这个不太一样，鳍片要比你这个厚，依然很 ...

按照100平方厘米每瓦设计   

华电人

样子还不错！

benxiong22

maisher 发表于 2016-7-25 09:10

                               
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虽然这个壳子质量很好，还是建议降一档使用，我也买了一批。，跟你这个不太一样，鳍片要比你这个厚，依然很 ...

多少钱一个，哪家买的

中大哥

参观  参观

cy4saltus

算下来成本，多少钱一个成品？

三爷

不错好东西。

吾见刚正

多少钱一个成品？

嘉树元利

cy4saltus 发表于 2016-7-25 20:33

                               
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算下来成本，多少钱一个成品？

12w的26，不包运费。

嘉树元利

吾见刚正 发表于 2016-7-25 21:09

                               
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多少钱一个成品？

成本12w的26的样子。不对，27吧，不算材料运费的情况下。

嘉树元利

今天有事耽误了，才回来，剩下的明天写。

xxxnm

先记好，明天继续