Пятая часть, пенталогия!
Часть 1: Деградация светодиодов на примере почерневшей от времени E27 лампы Gauss от 2014 года
Часть 2: Ремонт светодиодных ламп и приведение к максимально возможному идеалу на примере Gauss e14 6W
Часть 3: Создание своей идеальной светодиодной лампы E27 солнечного спектра за 100 рублей
Часть 4: О светодиодных лампах — кривая сборка, использование разных светодиодов и немножко экономики
Исторический экскурс!
Совсем уж дремучую историю, как достали из костра уголек (что в общем-то логично, разгон уже имеющегося источника света) и засунули между двумя проводами, опустим.
Исторически сложилось так, что эталоном стала лампа накаливания в 100 Вт. И именно от нее и ее яркости идет отсчет всех новомодных источников света. Под лампы накаливания 100 Вт и 60 Вт за 100 лет было сделано все домашнее освещение этой планеты.
И главное ее свойство — простота ЗАМЕНЫ. Несмотря на анекдоты про количество человек на лампочку, все же большинство этих самых человеков сделать это в состоянии.
Поэтому идеи, что люстры и лампочки устарели, абсолютно несостоятельны. Лампочка до сих пор — ЕДИНСТВЕННЫЙ доступный большинству источник света. Любые хитросделанные варианты освещения, сколь бы прекрасны они не были, требуют специально обученного человека с паяльником для ремонта и обслуживания всех этих лент и драйверов с блоками питания, запрятанных в многоуровневых потолках и прочих развлечений. Большинство населения неспособно и не будет способно на что-то большее, чем замена лампочки, несмотря ни на что.
Так что не будем отвлекаться на странные меньшинства и вернемся к истокам, то есть эталону.
Все стремятся получить аналог 100 Вт лампе накаливания как по яркости, так и по качеству спектра. Когда-то полкиловатта в люстре по вечерам было обычным и достаточно недорогим явлением, но уже давно не встречается. Да и сами лампы накаливания лет 15 назад пытались запретить (2011 г), что реально взбудоражило население. Взамен им появились и вместе с ними исчезли компактные люминесцентные лампы в размере Е27 и Е14. Причем исчезли настолько быстро, что даже не успели заменить лампы накаливания и оба источника существовали всего несколько лет параллельно. Их, кстати, тоже пытались запретить (хотя бы ПП РФ от 28.08.2015 № 898), но на них всем было пофиг и информация прошла мимо сознания. Так что вот уже как 10 лет началась эпоха светодиодов, про запреты которых пока не слышно. Хотя при этом требования к проводке остались в виде сечения кабеля 1.5 мм2 аж на 4+ кВт, что абсолютно бессмысленно.
И в начале этой новой эпохи проблема эталона встала в полный рост. Аналог 100 Вт Е27 лампы накаливания не получался. С трудом наскребали на аналог 60 Вт, ибо меньше просто никому не надо. И да, основная проблема — перегрев. В то время были попытки изготовления интересных корпусов (даже цельнометаллических, без пластика) и эти корпуса действительно могли позволить накатить еще 10-20-30% мощности. Увы, но на сегодня игры с корпусами остались в прошлом и оставлено максимально ущербное решение. Само покрытие алюминиевого радиатора пластиком при перепадах в 100°C попахивает безумием: он изначально ухудшает теплоотвод, а через некоторое время трескается и отходит от алюминиевой основы. После чего работает уже как термос, способствуя скорейшей гибели устройства.
За десятилетие новой эпохи КПД светодиодов удалось подтянуть процентов на 20 и сегодня проблема с аналогом 60 Вт ламп накаливания практически ушла. Но вот получить массово заветную сотку все еще не удается. Хотя что это такое — и не все помнят. Артефакт былых времен.
В общем, как-то так получилось, что уже все привыкли и особо не надо. Плюс повлияло то, что лампа накаливания в 100 Вт была всегда 100 Вт с соответствующей яркостью, а вот цифры на коробках светодиодных ламп похоже пишутся через рандомайзер, и они не только не соответствуют заявленной мощности (что недорого проверить), но эта мощность в итоге не соответствует какой-либо фиксированной яркости. То есть две разные светодиодные лампы по 10W (это в редком случае, когда эти 10W там действительно есть) могут давать яркость с разницей в десятки процентов. А это так просто уже не измерить. Как с этим бороться — совершенно непонятно. Сей печальный пример был отражен в 4 части данного цикла статей.
Закончим о грустном!
Пока производители производят непонятно что, посмотрим, чего в принципе можно достичь. Я так понимаю, что после прошлых статей ВСЕМ интересно, какая максимальная мощность таки возможна в формате Е27! Будем разгонять, это же Overclockers! Выжмем Е27 досуха.
Раз уж пройден весь пусть светодиодного лампостроения, грех не ответить на этот животрепещущий вопрос. Хотя лично для меня это и не имеет практического смысла. Но вот с Али добрался до меня подходящий драйвер аж на 32 Вт! Плюс алюминий еще остался. Так что можно и допилить тему.
Как видно из прекрасной статьи №3, самодельный радиатор из чего попало сам по себе справляется в разы лучше заводских и 12-15W лампы в реальности возможны на алюминии без проблем. Но возникший затык в виде огромного разрыва температуры между платой радиатора и самим радиатором аж в 30 градусов говорит, что нужен теплоотвод получше. Так что ладно уж, потратим зря деньги на дурацкие эксперименты и таки купим медь!
Шина медная 3х20х500 мм электротехническая — 550 р. Теплопроводность выше вдвое — должно полегчать. Жаль, нет 2 мм шин, все же гнуть такое даже после отжига — удовольствие так себе.
Итого вышло:
- 45 мм труба: S = 4,5*4*4 = 72 см2.
- Оребрение: 0,88*4,5*6*4 = 95 см2, если по одному профилю на сторону, и 190 см2, если по два.
- Медный теплоотвод.
Сама медь отводит вдвое больше тепла, чем алюминий. Да еще лепестки шире в 1.5 раза. Так что эффективность должна быть больше втрое! Поэтому сразу с 30 Вт и начнем.
В мусоре валялась одна лампа с конденсаторным драйвером. Мусор-мусором, но сама платка у нее весьма для экспериментов интересная! Больше обычных, диаметром аж 52 мм, плюс места 15 светодиодов можно расчистить под два для параллельной установки (Часть 2 цикла статей). Итого ставится 30 светодиодов 9V 100mA, что при 200 mA даст искомые 30 W.
Дрйвер изначально 231 mA, токозадающий резистор 1 Ом. Чуть придушил до 188 mA (1.2 Ом) чтобы светодиоды не зажарить, и на испытания!
138V x 0.188A = 26W светодиодов + 3W драйвер = 29.3W
Радиатора должно хватить:
Горячо, 73/97°C . Хотя для магазинных ламп под сотню градусов норма. Ставим 1.3 Ом = 27.2W. 92 градуса на плате. Жить можно, но лучше похолоднее.
Остановился на резисторе 1.5 Ом: ~160 mA. На 136V = 21,8 W. Плюс драйвер. Общая мощность 24 W.
70/84. Вот, температура как у какой-нибудь хорошей заводской 7-8 Вт :)
Итого — Е27 в обычных габаритах на обычных светодиодах может переварить честные 24W. Ну что же… Главное — медь работает! Аналог даже 200+ Вт лампы накаливания реален хотя бы и на коленке.
Такой мощности лампы, конечно, есть, но исключительно монструозных размеров: 15-20 см и неимоверной толщины. А в обычных габаритах отсутствуют как класс. Хотя коробки такой мощности в продаже есть. Вот только то, что в них нет ничего общего с надписями либо жарит на все деньги.
ИТОГО:
- КПД драйвера 89%.
- Честные 24W.
- Температура платы светодиодов 84 градуса.
- Вес 193 г.
- Размер обычной лампочки.
Встречайте: несуществующая лампа E27 мощностью 24 W в габаритах А70 — то, что за деньги не купить.
Положу ее на полку, как образец бессмысленности и достижений! Как, впрочем, и большинство результатов «разгонов» чего-либо.
Но, в принципе, может буду как видео и фотосвет использовать, когда лень вспышки расставлять. Так что меняем светодиоды на Sunlike с CRI 98%. И нарываемся на проблему, которую я упустил из виду. Такие светодиоды имеют КПД ниже процентов на 15-20. И при том же потреблении греют сильнее, светят слабее. Получите +7 градусов!
И если при ремонте обычных ламп я это компенсирую путем параллельной установки, то в этом случае лампа уже собрана в максимально идеальном виде. Так что придется еще чуток ток убавить. Или забить, все равно лампа будет редко использоваться. А в силу своей массы до рабочей температуры прогревается с полчаса, что вряд ли будет часто.
О выборе.
Сейчас все свелось к максимально простому и неэффективному варианту — гладкий корпус: внутри алюминиевая фольга, снаружи условно теплопроводный пластик. На выходе — аналог 50-75 Вт лампы накаливания. Хотя если КПД светодиодов поднимут еще процентов на 20 — шанс на массовые аналоги 100 Вт действительно появится.
Из-за этого упрощения стало просто понять, на что способна лампа, просто посмотрев на нее. Высота радиатора — допустимая мощность. Шаг в сторону - перегрев:
- 25-30 мм — 5-6 W.
- 35-40 мм — 7-8 W.
- 40-50 мм — 9-10 W.
Больше просто невозможно, оставаясь в пределах допустимых для десятков тысяч часов температур.
И вот тут основная засада: в любой корпус запихивают больше, чем он способен рассеять. Купить 10 W лампу c 50 мм корпусом практически нереально, эти 10 W запихивают в 25-35 мм. И если такое отрабатывает хотя бы свой гарантийный год — уже хорошо.
Без приборов определить мощность любой купленной лампы невозможно, надписи мощности на коробках с реальностью пересекаются в исключительных случаях, не говоря уж про яркость.
Можно брать лампы с мощными надписями в 15-20 W на коробке и отломив какой-нибудь из пары токозадающих резисторов (ну если он не один) — получить долговечное тусклое непонятно что. Да, прослужит долго, но хотелось бы еще и ярко!
В общем хотите аналог 100 Вт накаливания — учите паяльник. Только хардкор, только своими руками. Спасибо прогрессу и современным технологиям :)
Вот так вот: найдешь в столе лампочку, да напишешь пяток статей о сем случае. И да, это все. Больше ни идей, ни заметок по этой теме. Извините, пять статей о лампочке на сейчас — мой потолок! Целый месяц читать про лампочки — это же так увлекательно :)
«Нас невозможно сбить с пути, нам пофигу куда идти!» (с)