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請教LED手電筒功率計算與幾個觀念問題

那個 165 lm/W 的光效不是指滿功率的時候喔

你可以用 CREE 官方的比較工具看看這燈珠在各電流下的表現:
http://pct.cree.com/dt/index.html

例如,25 度環境,K2 等級的 XHP50.2 燈珠,在約 18W 的功率輸出為 2468.6 lm 以上,效率為 137.6 lm/W。

另外,電池承受負載放電時會有壓降,所以你計算時的分母不太正確,因為不能直接除以空載時的電壓 4.2V / 3.0V,而是要實際上放電儀器用恆功率放電,觀察電流的變化。

以我曾做過的實驗結果來說,滿電,無保護板的 VTC6 以 60W 功率放電時,電壓瞬間就跌到略高於 3.8V,電流 10 秒內瞬間就高到 16A 以上,並一路上升,到我設定的截止電壓 3V 時,電流自然就是 60W / 3V = 20A。

另外,依照 FL-1 標準,這標稱的流明數指的是 OTF 流明,也就是從第 30 秒實際手電筒前端打出的光通量,這個數字會比實際 LED 發出的光通量要小一截,因為整個光學反光過程是有損耗的(光杯,透鏡,玻璃,筒頭設計,壓圈設計等等),而且通常不小,15%~25% 是常見的數字。

因此,粗略估計的話,若以 80% 反光效率計,LED 流明必須要是 32500 lm / 80% = 40625 lm。

平均每顆燈珠需要發出 40625 lm / 18 = 2257 lm。

對照資料,以 K2 等級光效的燈珠論,在 80 度時(這是 30 秒後的數字,燈珠高到 80 度也很正常)大概要滿功率 18W 左右驅動才能接近這個表現。

沒有資料,這裡就忽略電路升壓或降壓或電阻等的損耗。

18W * 18 顆燈珠 = 324W。

分攤給 4 顆電池:324W / 4 = 81W。

每顆電池要負擔 81W!以 VTC6 來說,電流應該會瞬間超過 20A

當然實際上這種超高亮的手電筒都略有虛標,通常把宣稱的數字打個 8 折左右,也就是直接把這數字當成 LED 流明來看,會比較符合實際情況。那樣的話,每顆電池的負擔就是略高於 60W,要求 20A 以上能力的電池很合理。

至於為何會說使用動力電池會損壞電路呢?因為有的電路廉價第一,沒有真正恆功率的能力,輸出給燈珠的功率會和電池放電能力有關,但太高的輸出功率會損壞電路/燈珠。
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