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DIY一个简易的“全光谱”小方灯

发表于: 2017-08-03 22:44:13
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如题。

前面还是普及一些小知识吧,关于红草发色的,因为很多玩家都做过了一些恶补,所以或多或少了解了一些,但是很多朋友其实没有理顺各个提法的关系,以为很多关于红草发色也就是花青素的文章存在很多矛盾的地方…造成了不少的困扰,也给我表达了很多奇葩观点,让我觉得有必要简单说一说水族里提到的花青素。

花青素我自己曾提到过UV及紫光“刺激”作用,这里的刺激是因为目前很多水族灯具厂商喜欢用这个词汇,所以我得不得跟随一下。其实真正达到“刺激”作用需要更低波更高能量的UV来形成一类外在的高能“伤害”而促使植物合成花青素并累积叶表来“抵御”UV伤害。
而目前的所有照明灯具都不可能有很高的低波UV输出的,不得不避免的也只是含有极低的输出,这个涉及到一个照明标准的问题,因为水族灯具都是来自于照明灯具,有些原则还是要有的,就是尽量减少对人体健康的影响。灯具的UVB波段都是必须要抑制的。
很多朋友特意增加UVA及UVB甚至还有人考虑超低波UV来达到这个“刺激”效果让植物发色其实是适得其反。

我提过的业内普遍认可利于促进(也就是大家提到的所谓的“刺激”)花青素的波段范围是高波UV到紫光范围。这里面的重点是促进作用。这个促进的前提就是要在光照环境已经满足了植物光合需求。额外增加的UVA及紫光是利于花青素的合成生成的。很多补光色素对紫外光和紫光都是能有效利用的。

花青素不是光合色素,不参与光合作用,作为次级代谢物,花青素的生成合成位于光合作用之后,也就是说强光条件下,植物光合较快,能量转换及储存较多,花青素含量也越丰富,(含花青素)植物表观红色发色体现就越明显。
这里面的强光条件下应该标注重点。

参与光合作用的色素有很多,一般植物以叶绿素abcd为主,叶绿素ab作为主要的光合色素,其偏好的是蓝紫光其次是红光。而花青素作为类黄酮化合物偏好的其实是红光。然后红光作为一个高效率(高PPF输出)的波段,几乎所有植物照明灯具都会增加红光占比来提高灯具的光合光效。

于是扯远了…

下面开始进去主题了。
这次是用散热排片加高显色高光效的集成芯片配以简单的亚克力外壳做的低成本方案。
先上效果。

随后我慢慢更新。

DIY一个简易的“全光谱”小方灯-图1

  • 东郭烹狼

    大家看了应该大概清楚了。
    前盖和后盖整体的风道就是设计的向上抽风,这样效率比我估算的要好。
    后续我整理一下散热测试会详细贴出来。

    内部用降压模块来调整LED驱动电源输入的27-28V左右(我芯片的实际需求是28.8V)高压降到6.4-8.8V来驱动风扇(于是会有一些功耗折损,但是可以忽略了)。

    2017-08-03 23:50:27
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  • 东郭烹狼

    详细说说输出及散热测试。
    我计划的是30W的一个小方灯,也就是低成本200元以内就一套解决了,但是忘记了自己没有做新款芯片30W的规格。所以用的50W的芯片,芯片在前面有展示。
    30W的话是10串3并,自己设计的布局及特意选择的晶片规格所以驱动需求是28.8V 1.05A,50W则是28.8V1.75A。

    用50W的芯片所以最初用的自己的驱动模块,满载输出50W(后续有浮动到49.2W),来测试散热能力。

    输出测试为28.6-29.2V 恒流1720mA-1740mA...也就是额定50W足额输出...
    (解释一下电压,因为芯片是标准高辐射率底层蓝光晶片+植物红晶片混合封装再覆粉工艺,所以实际电压应该是28.8V)

    时间10:52开始测试(温控探头直接放在COB的基座上)
    初始读数33.5℃,此时驱动模块输出为1730-1740mA 29.2-28.9V
    时间11:02也就是十分钟后
    温度读数53.8-54.1℃
    时间11:22,半小时后
    温度读数54.7-55.2℃,此时驱动模块输出为1720mA 28.6V(因为模块是裸板,未做散热,开始出现输出变动,目前49.2W左右输出)
    时间11:55
    温度读数60.4℃,为了多一个参考所以额外增加了一个温控探头在散热排片上,额外读数47.3-47.5℃(60.4℃的读数是因为操作的时候出现的一个大波动,但是依然纳入计算)
    时间12:56,也就是两小时后
    温度读数54.3℃,额外的读数为48.2℃,此时驱动模块输出为1720mA 28.8V(可见COB及模块已经运行稳定)
    注意:因为后续本来计划做完3小时运行测试,但是不小心开了房间,客厅空调运行,所以后续的读数失效,目前就以2小时运行测试为准,一般误差都已经很小了...所以目前的温升数据是26.9℃,按我们的散热要求是表现良好(30℃内为良好,20℃内为优秀)...

    以上是我自己的驱动电源方案
    下面说下前面提到的便宜货半铝成品驱动电源...

    厂家宣称的27-36V,900mA,+-5%
    也就是说是满足10串3并的LED驱动方案的...
    我上机测试如下
    输出端并联35V 470uf电容的情况下测试输出为
    0.88A 27.2V
    输出端并联35V 1880uf电容的情况下测试输出为
    0.89A 27.0V
    还是比较稳定的,也在输出的标识范围,
    但是这里面有个问题就是,我的COB的驱动电压额定为28.8V(原因不解释),那么作为驱动电源自适应应该很接近这个数据,实际上差了1.6V左右,虽然很小,但是侧面说明IC应该不是很精确,毕竟我自己的模块误差最大才0.6V...
    所以廉价成品驱动必然是虚标的,粗算我自己的驱动和这款成品驱动的实际输出差4W左右...
    30W的话也就是13%的差异,这个看起来确实也比较大...
    或许这就是低成本的必然吧...

    2017-08-04 00:07:05 查看1条评论>
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    • 2018-01-09 13:30:18

      楼主芯片跟看着太眼熟了😂😂😂

  • 东郭烹狼

    上面是50W芯片用50W驱动散热测试,温升达到了27℃(自然散热能力符合良好标准)。
    这里用的成品半铝30W电源驱动的散热测试,如上图我直接把温度探头用焊锡简单的焊接到集成芯片基座了。另一个温度探头用夹子夹在散热排片外侧...
    30W输出散热测试(实际是24W左右输出,驱动虚标)
    开始测试
    时间12:48
    初始读数 表一35.2℃ 表二35.3℃
    驱动输出 27.3V 0.88A
    散热风扇驱动 8.8V(上面的50W测试是 7.2V输出)

    时间13.12
    温度读数 表一43.1℃ 表二41.6℃

    时间13:35
    温度读数 表一43.1℃ 表二41.5℃

    时间14:12
    温度读数 表一42.6℃ 表二41.2℃
    驱动输出 27.1V 0.88A

    时间14:51
    温度读数 表一42.8℃ 表二41.2℃
    驱动输出 27.1V 0.88A(目前测试2小时,数据差异很小表示已经稳定,所以不再测试)
    散热风扇驱动 8.8V

    温升最高才8℃,所以没有任何继续测试的必要了。
    (关于散热测试我简单说明一下为什么测试温升,因为测试仪器都会有各种误差,所以实测时只能根据最终温度比初始温度提升了多少,这样就有一个和实验室测试光衰的类比,比如实验室是25度环境温度,稳定运行温升30度芯片基座55℃为一个测试标准,这个温升30度就表示散热良好。温升20℃及以下就是好或者优秀了。至于多少算及格,这个不同的芯片或者灯珠根据封装类型和晶片规格有差异的。很多人测试其实是不准确的,但是一般散热问题都不会很大,正规芯片及封装都很皮实的)。

    2017-08-04 00:17:55 查看1条评论>
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    • 2017-08-04 00:22:31

      加上外壳后我测试的时候是用的40W驱动模块,实际输出是38W(因为红光晶片电压需求低,所以不能足瓦,也就是说38W在我这个芯片上是40W足瓦的)。
      然后简单测试的散热,直接用手背来感觉了。
      因为不可能散热比50W输出还烂吧?
      手感是不可能超过45℃,也就是温升10℃左右(因为今天比昨天凉快,昨天的初始温度35.3℃,惊喜吧)。

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