Special LED's Benchmark

Special LED's Benchmark

Luminus SBT90.2 5700K , ο 3-βολτος De-dome γίγαντας των 9mm² 7500 Lumen

 Ήρθε επιτέλους ο νέος γίγαντας των 3 βόλτ από την Luminus εν μέσω της γνωστής κρίσης το νέο Luminus SBT90.2 !
Κυκλοφόρησε για αρκετό καιρό ένα Pre-Order version που μπήκε σε αρκετούς νέους φακούς αξιώσεων όπως BLF GT αλλά ώς δείχνουν τελικά τα πράγματα , δεν έχει τα ίδια χαρακτηριστικά με αυτά και είναι , από τις μετρήσεις μου που θα δείτε παρακάτω , το Led με το μεγαλύτερο efficiency αυτή την στιγμή , 20% περισσότερη από το XHP70.2 όταν ακόμα και στο τεράστιο ρεύμα πόλωσης των 20Α αποδίδει 105 Lumen/Watt , πολύ μακριά και από την ναυαρχίδα της σειράς CFT-90W των 30Α που είναι 20% κάτω σε efficiency.

Έχει εκπληκτικό φυσικό Tint στα 5700Κ , καθαρό ηλιακό φώς μεσημεριού , εκπληκτική θερμική απόδοση και μέχρι τα 28Α δεν μεταβάλλεται αισθητά όπως του XHP70.2 που μετά τα 10Α / 6V ανεβάζει Κelvin.
Στον ίδιο reflector , υπερνικά σε πυκνότητα φωτός το overdriven XHP70.2 και το XHP35 Hi (9mm² VS 4mm²) αλλά σε flood φακό δεν μπορεί να νικηθεί από κανένα (εκτός του CFT-90W) και δεδομένου της δυνατότητας μονής 26650/21700 μπαταρίας , μπορεί να μετατρέψει ένα μικρό φακό όπως FT03 σε πραγματικό τέρας (όχι βέβαια το φτωχό Mateminco version).

 

 Στον παραπάνω πίνακα του UA flux θα διαπιστώσετε πόσο υψηλά Lm/Watt έχει και πόσο χαμηλό VF που στα 3,5 βόλτ τραβάει 32 amperes πράγμα που σημαίνει ότι θα κάψει direct mosfet driver & καλώδια με την "μία" σε απευθείας σύνδεση στην μονή μπαταρία άν ποτέ βρείτε αυθεντική που μπορεί να δώσει 28Α και να μείνει σταθερή σε τάση πάνω από 3,4 βόλτ , γιατί όλες που ξέρετε , στα 32Α θα κατέβουν κάτω από 3 βολτ.
Οπότε MODάκηδες , αυτά τα Led & Drivers απαιτούν "ειδικούς" και όχι "Forums".

Τώρα τα νεότερα δεδομένα για το SBT90.2 (Update)
- Αρχικά ότι διαβάζω σε μετρήσεις σε forum είναι λάθος τουλάχιστον με το 2020 Luninus SBT-90-WDS-F72-UA600 J4 που διαθέτω καί ήδη στα 9Α δίνει 3700-3955 Lumen από την εταιρεία , και στα 32Α overdriven  έδωσε 8400 Lumen ...
- Διαπιστώθηκε ότι το κρυσταλλικό cover του Led επιστρέφει πολύ θερμική ενέργεια , δημιουργεί πάνω από 6% απώλειες σε μεγάλη ισχύ και επιπλέον το μεταλλικό πλαίσιο καταστρέφει την κεντρική εστίαση δέσμης με artifacts οπότε το SBT90.2 συνιστάται dedome !




Νέο OSRAM BOOST KW CELMM1.TG 0,52mm²

Το 2020 βγήκε στην παραγωγή από την OSRAM και το μεγαλύτερης πυκνότητας φωτός CMD Led 230 KCd/mm² που έσπασε το φράγμα το φράγμα 1mm² φωτοεκπέμπουσας επιφάνειας και πήγε στην νανο-διάσταση των 0,5mm² , μέγεθος καρφίτσας με βασική εφαρμογή στα νέα φώτα των ακριβών Γερμανικών αυτοκινήτων που θα δείτε σύντομα demos.
Η αναφορά είναι γιά το 2020 OSRAM BOOST KW CELMM1.TG 0,52mm² 8Ν flux bin από reel retail που έλαβα πρόσφατα και θα κάνω παρουσίαση και μετρήσεις.
Σε φακούς , δεν το βλέπω νάχει πρός το παρόν εφαρμογή γιατί είναι εξαιρετικά δύσκολη η προσαρμογή του σε PCB & reflector αλλά ο εξοπλισμός που διαθέτω μου επέτρεψε την εφαρμογή του σε C8 host 44mm κεφαλής οπότε θα έχετε και ένα μέτρο συγκρισης.
Είναι λοιπόν το μόνο Led που μπορεί σε ασφαιρικό reflector να προσομοιώσει την lazer δέσμη σε αρκετά κάτω της μίας μοίρας γωνία δέσμης σπάζοντας το φράγμα των 2MCd στην εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση 8,5W και μόνο 550 Lumen.

Σε σύγκριση με το άλλο κορυφαίο OSRAM Boost 1mm² , η πυκνότητα είναι σχεδόν ίδια 550 vs 1100 lumen , 0,5mm² vs 1mm² αλλά η γωνία δέσμης του είναι η μισή.
Τώρα τι θα εξυπηρετούσε ένα τέτοιο Led σε φακό δέσμης EDC ? πρώτα την μικρότερη δέσμη στο ίδιο μέγεθος reflector λόγω της 0,5mm² επιφάνειας εκπομπής μετά την μεγάλη οικονομία ισχύος που πέφτει στο 1/4 συγκρητικά μέ ένα dedome XPL/XPG 3535 ακόμα και από το BOOST 1mm² , άρα μεγαλύτερη διάρκεια του φακού.

Βλέποντας τον παρακάτω πίνακα μετρήσεων προκύπτει ότι το καλύτερο efficiency είναι στο 1,5Α με 92Lm/Watt και η μεγαλύτερη σταθερή απόδοση ισχύος του είναι τα 550 Lumen & 2,4A , σε οποιοδήποτε παραπάνω ρεύμα πόλωσης η φωτεινότητα δεν θα ανέβει πάνω από 550 Lumen μετά 15 δευτερόλεπτα λειτουργίας με οποινδήποτε τρόπο ψύξης αφού δεν μπορεί να γίνει μετάδοση της θερμοκρασίας σε τόσο μικρό chip die.
O Driver που μπορεί να λειτουργήσει πρέπει απαρραίτητα να είναι σταθερού ρεύματος 2,4Α που θα λειτουργεί στην ίδια ισχύ μέχρι τα 3,47V ή αλλιώς μέχρι το 40% μιάς μονής Li-Ion μπαταρίας.

Στο παρακάτω εμπορικό demo , χρησιμοποιήθηκε το Host C8 Astrolux 44mm μικρής κεφαλής σε εφαρμογή δέσμης γιά όπλο και δίνει 144KCd γιά μιάμιση ώρα συνεχόμενης λειτουργίας με μόνο 550 Lumen & 8,5W.








Παρουσίαση OSRAM BOOST KW CULNM1.TG η ναυαρχίδα πυκνότητας φωτός

 Όπως είχα υποσχεθεί , θα δημοσιεύσω τα χαρακτηριστικά του νέου διαδόχου των 1mm² φωτοεκπέμπουσας επιφάνειας OSRAM Led που προέρχεται από την πρόσφατη οικογένεια OSRAM BOOST το KW CULNM1.TG σε 4040 pack chip die.

  Βλέποντας τα παραπάνω χαρακτηριστικά που αφορούν το μεσαίο flux bin θα παρατηρήσετε ότι έχει ακριβώς τα ίδια χαρακτηριστικά με το πιό πρόσφατο flux bin OSRAM KW CSLNM1.TG 8M7N από την προηγούμενη σειρά OSRAM Flat , άρα φαίνεται καθαρά ότι τό όριο της 1mm² φωτοεκπέμπουσας επιφάνειας είναι τα 1250 Lumen σε cold start και η ουσιώδης διαφορά με το Boost 4Χ4mm chip και το παλιό 3030 White Flat είναι ότι το μεγαλύτερο 4040 host chip σαν μεγαλύτερη επιφάνεια κάνει καλύτερη απόσβεση/μετάδοση της θερμοκρασίας στο χρησιμοποιούμενο ψυγείο αλουμινίου του φακού οπότε μπορεί να κρατήσει την φωτεινότητα των 1230 Lumen και βέβαια την αντίστοιχη πυκνότητα γιά αρκετή ώρα ενώ το white flat θα πέσει στα 1050 lumen στα πρώτα 15 δευτερόλεπτα , συνεπώς θα πάρουμε μια ισχυρότερη πυκνότητα φωτός κατά 15% , 220KCd/mm² που είναι και το όριο τελικά γιά την 1mm² φωτοεκπέμπουσα επιφάνεια.

Σαν συμπέρασμα , το OSRAM BOOST KW CULNM1.TG μας δίνει την υψηλότερη πυκνότητα φωτός που μπορούμε να πάρουμε από μία 1mm² φωτοεκπέμπουσα επιφάνεια , έχει υψηλότερο ρεύμα λειτουργίας από το white flat κατά 10% αλλά το όριό του είναι τα συνεχόμενα 1230 Lumen φωτισμού και πάνω από 5,6Α ρεύματος λειτουργίας δεν θα έχουμε καμία ουσιαστική αύξηση.Αυτό το προσωμοιώνει με το δύσχρηστο KW CELMM1.TG 0.53mm² φωτοεκπέμπουσας επιφάνειας , 250KCd/mm² που είναι το ισχυρότερο σε πυκνότητα φωτός led στον κόσμο αλλά με όριο τα 610 Lumen.

Όταν θα κυκλοφορήσουν και τα τελευταία ισχυρά flux bin από την OSRAM που έχουν ανακοινωθεί όπως το 6QF , τότε το τελικό αποτέλεσμα σύμφωνα με τις μετρήσεις μου θα είναι 1350 Lumen στα 5,6Α και σε πυκνότητα φωτός (thrower) δεν μπορεί τίποτε να το ανταγωνιστεί.
Στη σειρά OSRAM BOOST το φαβορί κανονικά σε Lumen είναι το KW CULPM1.TG αλλά είναι 1,59mm Χ 1,25mm δηλ. 2mm² φωτοεκπέμπουσας επιφάνειας και τα 2000 Lumen που πιθανόν να μπορεί να δώσει στα όριά του 8,5Α είναι λιγότερα σε πυκνότητα από τα 1350Lm του 1mm² KW CULNM1.TG συν το μείζον μειονέκτημά του ότι είναι παραλληλόγραμμο και όχι τετράγωνο , άρα κατάληλο για προτζέκτορες και όχι για ασφαιρικά ή λεία κάτοπτρα.

Θα αναφέρω το ισοδύναμο Lumen σε σχέση με το φωτοεκπέμπον εμβαδόν γνωστών Led που χρησιμοποιούνται τελευταία για να καταλάβετε γιατί δεν μπορεί τίποτε να ανταγωνιστεί 1mm² φωτοεκπέμπουσας επιφάνειας και 1350 Lumen.
Για να φτάσουν ας πούμε τα 2.500.000 Cd που μπορεί να παράξει το OSRAM BOOST το KW CULNM1.TG 6QF σε μεγάλο smooth reflector διαμέτρου >100mm όπως Astrolux MF04/BLF GT που ξέρετε , τα παρακάτω Led πρέπει να έδιναν τα εξής Lumen :
- Cree XHP35 Hi (4mm²) = 1350 X 4 = 5.400 Lumen (2600 max)
- Luminus SBT90.2 (9mm²) = 1350 X 9 = 12.150 Lumen (7500 max)
- Cree XHP70.2 (49mm²) = 1350 X 49 =66.150 Lumen (8500 max)
Πιστεύω να έγινα κατανοητός ...

Δείτε και Shots από to OSRAM Boost KW CULNM1.TG σε πρόσφατο εμπορικό MOD με ασφαιρικό κάτοπτρο 80m & 1230 Lumen.
Οι μετρήσεις Candelas έγιναν τυπικά στα 3m & 750KCd γιατί βαριόμουν χειμωνιάτικα να στήνω τρίποδες και φωτόμετρα αλλά άν μετρηθεί στα 50m που πρέπει κανονικά σαν <2° (ANSI) όπως μετρήθηκε πχ ο Lumintop BLF GT , ξεπερνάει το 1MCd ...
Πχ Astrolux MF02 στα 3 μέτρα μετρήθηκε 420KCd από τα 630KCd που πραγματικά είναι , για να κατανοήσετε την παραμετροποίηση !


 



OSRAM OSLON® Boost HX KW CULPM1.TG 2mm² 2000 Lumen

Το ισχυρότερο σε φωτεινότητα OSRAM Led από την σειρά OSLON Boost ΗΧ είναι το 4040 KW CULPM1.TG επιφάνειας εκπομπής 2mm² πού έχει σχεδόν ίδια πυκνότητα 200Cd/mm² με του μισού μεγέθους OSLON Boost ΗΧ 4040 KW CULNM1.TG επιφάνειας εκπομπής 1mm² και ο λόγος είναι ότι διαθέτει τα διπλά lumen , άρα όταν χρησιμοποιηθεί στον ίδιο reflector με το 1mm² CULNM1.TG τότε θα ταξιδέψουν ίδια απόσταση αλλά το CULPM1.TG 2mm² θα φωτίσει διπλό εμβαδόν επιφάνειας από το πρώτο και θα έχει και πολύ ισχυρότερο spill λόγω της διπλής ισχύος φωτεινότητας.
Το οριακό του σημείο πόλωσης είναι τα 9Α & 2010 Lumen όπου το φάσμα διατηρείται στα 6500Κ.
Παρακάτω θα δείτε τον πίνακα των μετρημένων χαρακτηριστικών απο reel της Osram και όχι τρίτους προμηθευτές μιάς και ακόμα δεν κυκλοφορεί ευρέως.

OSRAM KW CSLPM1.TG-8N7P 2mm² 1770 Lumen

 Μιάς και αναφέρθηκα σε μεγάλη γκάμα των Osram Led πρέπει να αναφερθώ σε ένα αξιόλογο Led από την σειρά Ostar 2mm² KW CSLPM1.TG και μάλιστα το τελευταίο fux 8N7P που το φέρνει εξαιρετικά κοντά στο αντίστοιχο 2mm² Boost Series μιάς και στα 7,4Α μας δίνει 1770 Lm.
Μπορεί να μην έχει την πυκνότητα των 1mm² της σειράς , αλλά σε έναν μέτριο smooth reflector όπως ο Convoy L2 που το δοκίμασα το Led πραγματικά "κεντάει" με μεγάλο spill σαν του L6 με de-dome Led αλλά με πανίσχυρη πυκνότητα 330,000 Cd που ταξιδεύει 1150 μέτρα
Όπως θα δείτε παρακάτω , τα 7,5Α είναι το ωφέλιμο ρεύμα που μεγιστοποιεί την φωτεινότητα του και κάτω από οποιανδήποτε δυνατότητα ψύξης δεν θα υπάρξει καμία μεγαλύτερη επίδοση από τα 1770 Lumen στα 7,5Α.

 OSRAM KW CSLNM1.TG 5600K
 
H καλύτερου efficiency πόλωση είναι στα 3,26 volt & 3,5A που μού έδωσε 900 Lumen με παρατηρημένο χαμηλό συντελεστή Lm/Watt , γύρω στα 80 αλλά είναι και επακόλουθο για 1mm chip die.
Η ασφαλής πόλωση γιά thrower μικρού μεγέθους δείχνει στα 3,36 volt & 4,5Α που μετρήθηκε στα
1010 Lumen με αισθητή αύξηση efficiency συγκριτικά με το παλιό black flat και καλύτερη θερμική
συμπεριφορά ώς υποδηλώνεται και στα specs Η δέ υψηλότερη επιτρεπόμενη ισχύς σε αντίθεση με το παλαιότερο , είναι τα 19,1W , 5,5Α , Vf (on Led)=3,47V και cold εκκίνηση τα 1060 Lumen , αποιαδήποτε περαιτέρω αύξηση δεν επιφέρει μεταβολή ούτε στα Lumen ούτε στα CD και αλλοιώνεται το TINT.

Πολύ σημαντικός είναι ο παράγοντας "κόλληση" σε αυτό το LED , reflow & πάχος κόλλησης που απομακρύνει το chip από την PCB χαλκού έστω και 0,1mm παραπάνω από την τέλεια προσγείωση σε αυτή θα είναι αποτυχία σε ρεύματα άνω των 4Α και θα το διαπιστώσετε από την σταδιακή αλλαγή tint.
Τώρα οι MODάκηδες , μην διανοηθείτε να το βάλετε σε DC mosfet driver γιατί θα το πάρετε στα "χερια" !
Θέλει απαραίτητα buck driver ισχύος PWM (όχι πολλαπλές μούφες 7135) λειτουργεί ξεκούραστα σε switching 150-500KHz και Ιrms 4,5 - 5,5A στο Led.

Tα test για Candelas έγιναν με με τον ίδιο εξωτερικό δικό μου PWM 250KHz buck driver 19,1W ισχύ στο OSRAM σε 3 host flashlights και ANSI μέτρηση 10m.
1) Έναν φθηνό Κινέζικο host Dancelight με καλούτσικο SMO 45mm => 215.000 CD
2) Στον γνωστό Astrolux MF02 σταθερού SMO => 380.000 CD
3) Ασφαιρικό focus διαμέτρου 75mm σε πλήρες zoom μίας περίπου μοίρας => 410.000 CD
Παρακάτω παραθέτω και τον πίνακα μετρήσεων στη "γνωστή" σφαίρα (στιγμιαίες Chirp μετρήσεις)

 Κάνοντας σωστή μέτρηση με τρίποδο και 50m απόσταση του φωτόμετρου με άνθρωπο που μου έδινε αναφορά ενδείξεων με UHF transceiver.

Τοποθετήθηκε λοιπόν το LX1330B σε τοίχο κτηρίου στα 50m μετρημένα με ακρίβεια από το laser Mileseey S7 120m και αφαιρώντας τον υπάρχον χαμηλό φωτισμό μετρήθηκαν 443 Lux , ήτοι 1,1 MCd και απόσταση δέσμης 2100m.
Οπότε τι LEP (ανάκλαση λέιζερ μπλέ δέσμης σε φωσφορικό καθρέπτη) και κουραφέξαλα , ασφαιρικός μονής Li-Ion και παραδοσιακός zoom thrower στο 1/6 του μεγέθους ενός SMO γιά μία μοίρα γωνία δέσμης ...
Να θυμάστε ότι οι κοντινές μετρήσεις ευνοούν τους floody φακούς και αδικούν τελείως τους καθαρούς throwers.

 
OSRAM OSTAR KP CSLNM1.F1 Version 1.7

Σειρά έχει το έγχρωμο πράσινο KP CSLNM1.F1 από την σειρά OSRAM OSTAR KP CSLNM1.F1 Version 1.7 flux 6P5 με ESD προστασία διόδου , που έχει βγεί με σκοπό να αντικαταστήσουμε τα επικίνδυνα λέιζερ στις Μουσικές & θεατρικές σκηνές με τα κατάλληλα ασφαιρικά οπτικά τριών επιπέδων που ήδη μελετάω εφόσων η επόμενη παραγγελία θάναι Reel.

Το συγκεκριμένο λοιπόν φασματικά έδωσε pure 520nm , θάλεγε κανείς ότι είναι πραγματική ταλάντωση σε αυτήν την συχνότητα , αλλά η υπερβολική ισχύς του 10 φορές πάνω απ' ότι κυκλοφορεί το προδίδει και δείχνει προφανώς ότι είναι το φωσφορικό φίλτρο του die που το φέρνει τέλεια στο πράσινο φάσμα ! μπράβο OSRAM !
Άρα στην ουσία είναι κοντά στο white flat με φασματικό φίλτρο που του ανεβάζει περοσότερο την θερμοκρασία με όριο λειτουργίας 1A λιγότερο , διατηρώντας όμως τα υψηλά Lumen (1040) και κυρίως την υπερβολικά υψηλή πυκνότητα φωτός.
Δεν έχει δε σχέση με το παλαιότερο V 1.3 που κάποιοι μπορεί ήδη να γνωρίζουν από forum , αυτό είναι ακριβώς 1mm φωτοεκπέμπουσας επιφάνειας όπως το White Flat με λίγο υψηλότερο Vf.

H καλύτερου efficiency πόλωση είναι στα 3,36 volt & 3A που μού έδωσε 820 Lumen και αυτό με χαμηλό συντελεστή Lm/Watt γύρω στα 81 , η ασφαλής πόλωση γιά thrower μικρού μεγέθους δείχνει στα 3,51 volt & 4Α που μετρήθηκε στα 970 Lumen και η υψηλότερη επιτρεπόμενη ισχύς είναι τα 17W , 4,7Α , Vf (on Led)=3,51V και cold εκκίνηση τα 1040 Lumen , αποιαδήποτε περαιτέρω αύξηση δεν επιφέρει μεταβολή ούτε στα Lumen ούτε στα Cd ,δεν μπορεί να επάγει την θερμοκρασία η PCB και προφανώς κινδυνεύει το Led.

Πολύ σημαντικός είναι και εδώ ο παράγοντας "κόλληση" όπως περιέγραψα στο προηγούμενο test και απαιτεί buck driver ισχύος PWM με Ιrms 4 - 4,6A στο Led.
Δείτε τον πίνακα μετρήσεων.

Tα test για Candelas έγιναν με δικό μου PWM 250KHz buck driver 17W σε Convoy host flashlight με 45mm διάμετρο κεφαλής και SMO reflector και με ANSI μέτρηση 10m πήρα ένδειξη 228.000 κεριά , δηλαδή 956 μέτρα απόσταση δέσμης και σε τί ? σε πράσινο χρώμα ...
Δείτε την κεφαλή και το hot spot 210 Lumen στα 4m απόσταση.

 Τώρα πέραν της εφαρμογής οπτικών εφφέ σε αντικατάσταση των κεφαλών λέιζερ θα μου πείτε ωραίο παιγνίδι !
Τότε λάθος καταλάβατε , γιατί το πράσινο φάσμα 510 - 540 nm είναι το μόνο που δεν τρομάζει τα άγρια ζώα και είναι ιδανικός tactical thrower όπλου για κυνήγι (στην Ελλάδα κυρίως για αγριόχοιρους ) και ειδικά με διόπτρα βλέπεις την νύχτα σε "πράσινη" μέρα σε πάνω από 500 μέτρα οπότε βούρ μπήκε αγγελία στα MOD μου και από εκεί είναι και το παρακάτω video demo.

Το καλύτερου efficiency OSΡΑΜ white flat 1mm² για το 2019

Επειδή ρωτήθηκα από αρκετούς γιά το ακριβές version του OSRAM White Flat που χρησιμοποιήθηκε για τον ασφαιρικό 1,1MCd
Είναι το τελείως καινούργιο flux 8M7N που δυστυχώς δεν κυκλοφορεί ακόμη στα Κινεζο-μάγαζα που δεν είναι επίσημοι διανομείς της OSRAM και γιά την ακρίβεια δουλεύει στα μόνο 5Α και βγάζει 1120 Lumen !!!




Οι λάτρεις του OSLON black flat θυμούνται ότι τα όριά του γιά το μεγαλύτερο density στα 900 Lumen ήταν περίπου 5,7 αμπέρ.
Το παρακάτω White Flat τα 910 Lumen με την ίδια πυκνότητα τα δίνει στα μόνο 3,3 αμπέρ οπότε στα 5Α που άνετα δουλεύει θα δώσει 1120 Lumen , εξαιρετικά υψηλή φωτεινότητα για 1mm² φωτοεκπέμπουσα επιφάνεια , οπότε δικαιολογεί με τo MCd
με τα αντίστοιχα οπτικά !

Παρακάτω και οι επιδόσεις του από το αρχείο μου.

Power Red 620nm Leds γιά ισχυρούς φακούς & Throwers

Ότι γενικά κυκλοφορεί σε Red 620nm φακό χρησιμοποιεί τα Cree XP-E και στην καλύτερη τα αρχαία Osram 5W έγχρωμα Led τα οποία και χαμηλής ισχύος είναι και ευρυγώνια 120 μοίρες , οπότε δεν μπορούν ποτέ να πλησιάσουν σε επιδόσεις και
φωτεινότητα ένα καλό white Led και ειδικά σε φακό δέσμης thrower έχουν αισχρά αποτελέσματα.

Να τονίσω το ενδιαφέρον του κόκκινου φάσματος που δεν "βλέπουν" καθόλου τα περισσότερα ψάρια καθώς και αρκετά θηράματα και για αυτά που έχουν διχρωματική όραση το κόκκινο >620nm τους δημιουργεί αίσθημα ευφορίας άν δεν είναι υπερβολική η ισχύς του , άρα χρίζει μεγάλου ενδιαφέροντος για τους κυνηγούς/ψαροντουφεκάδες σε νυχτερινές επιχειρήσεις καθότι είναι και το μόνο φάσμα που δεν μεταβάλλει την νυχτερινή όραση του ανθρώπου (συστολή-διαστολή κόρης ματιού) με την αυξομοίωση του ή όταν σβήσουμε τον κόκκινο φωτισμό.

Έχω λοιπόν δύο πολύ καλές προτάσεις LED τελευταίων flux που θα ανατρέψουν αυτή την αδυναμία.

Α) Flood Led για χρήση σε ευρυζώνιους φακούς κατάδυσης με dome 90 μοιρών που είναι το τέλειο γιά παρατήρηση/φωτογράφιση σπάνιων ψαριών αλλά και λεία τους απο θηρευτές δύτες , ο λόγος γιά το νέο Luminus SST-10-R B90 J που θα δώσει αβίαστα πραγματικά 800 lumen σε μόνο 2Α ρεύμα , σε απίστευτο efficiency 142 Lm/Watt , θα δώσει μιά καλή δέσμη <10 μοιρών σε ένα EDC μεγέθους 26650 υποβρύχιο φακό χούφτας και θα διαρκέσει γιά ώρες !

Β) Dedome Led γιά χρήση σε thrower 2-3 μοιρών γιά κυνηγετικά όπλα που θα αντικαταστήσει το laser στο νυχτερινό κυνήγι και θα φτάσει σε απόσταση 500 μέτρων σε ένα κλασσικό case 18650 με περισσότερα από 60.000Cd γιά πρώτη φορά σε 620nm δέσμη.
Ο λόγος γιά το νέο OSRAM OSTAR KR CSLNM1.23-8K8L με εκπέμπουσα επιφάνεια 1mm² (καί όχι 1,23mm που κάποιοι αφελείς είπαν) το οποίο με ακριβείας buck driver στα 4,5Α Θα δώσει 700 καθαρά lumen απίστευτης πυκνότητας σχεδόν λέιζερ ...
Το Flux 8K8L είναι δυσεύρετο ακόμη και από επίσημους αντιπροσώπους OSRAM , αλλά πιστεύω κάποια στιγμή θα είναι διαθέσιμο.





Στο video θα δείτε MOD host C8 / 63.000 Cd / 624nm γιά την ακρίβεια

MOD φακών αξιώσεων δημοσιεύω κατά καιρούς στο https://www.car.gr/classifieds/my/?category=50&myclassifieds=1&sp=2422

Led drivers , θεωρία και πράξη

Power Led drivers , θεωρία και πράξη

H φωτοεκπέμπουσα δίοδος LED συμπεριφέρεται σαν δίοδος Zener , δηλαδή ξεκινάει να άγει από μία συγκεκριμένη τάση και πάνω και το ρεύμα που την διαρρέει αυξάνεται εκθετικά σε πολύ μικρούς βηματισμούς από το κατώφλιο τάσης αγωγιμότητάς της.
Επίσης η τάση λειτουργίας της δεν πρέπει ούτε στιγμιαία να είναι υπερδιπλάσια της δεδηλωμένης από την εταιρεία οπότε λαμβάνοντας τα παραπάνω υπ’ όψιν μας για να οδηγήσουμε ένα Led από πηγή σταθερής τάσης μπαταρία/τροφοδοτικό πρέπει να χρησιμοποιήσουμε ένα κύκλωμα οδήγησης που θα ‘χει σαν  πρώτο χαρακτηριστικό το σταθερό ρεύμα εξόδου και σαν δεύτερο τον περιορισμό τάσης εξόδου (ή σταθεροποίηση) , ειδικά για τα μικρής ισχύος LED που ‘ναι πιο ευάλωτα στις υπερτάσεις.
Εδώ θα ασχοληθούμε με τα κυκλώματα οδήγησης φορητών συστημάτων με μπαταρίες όπως τους φακούς Led.

Οι τύποι αυτών των Drivers είναι :
- Για τα 3 βολτ μονά ή παράλληλα Led που τροφοδοτούνται από μία (ή περισσότερες εν σειρά) Li-Ion 3,7V είναι ο τύπος Buck Driver που λειτουργεί αποκλειστικά σαν περιοριστής ρεύματος στην τιμή που απαιτείται ώστε το LED να αποδώσει τα ζητούμενα του σχεδιαστή του φακού , φωτεινότητα & πυκνότητα , το κύκλωμα αυτού του driver είναι ευρέως γνωστό και δεν θα αναφερθώ.
Υπάρχουν 2 ακόμη τύποι drivers που έχουν υοθετήσει εταιρείες φθηνών φακών και χρησιμοποιούνται μόνο στα 3 βολτα Led με μονή μπαταρία Li-Ion.
α) Χρήση αναλογικών πηγών ρεύματος όπως AMC7135/36 350-450mA αντίστοιχα που συνδέονται παράλληλα και δίνουν το ρεύμα του γινομένου του αριθμού τους πχ 4-16 x AMC7135.
Τα modules αυτά δεν είναι παλμικά κυκλώματα παρά μειώνουν την τάση εξόδου με εσωτερικό συγκρητή της πτώσης τάσης στα 350mA και απλά μειώνουν την αγωγιμότητα του εσωτερικού τους mosfet , με επακόλουθο την αναλογική κατανάλωση του περίσσιου ρεύματος πάνω σε αυτό , οπότε έχουμε μεγάλες απώλειες ειδικά άν η διαφορά τάσης εισόδου-εξόδου ξεπεράσει τα 0,5 Volt.
β) Εκμεταλευόμενοι κάποιοι άλλοι κατασκευαστές τα υψηλά VF κάποιων Led πχ Cree XPL Hi και το γεγονός ότι μία μπαταρία Li-Ion ακόμα και μεγάλης ισχύος στα 5-6Α κατανάλωσης η τάση τους θα πέσει στα 3,8V , έχουν σκεφτεί κάποιους "Μαιμουδιάρικους" φθηνούς drivers με mosfet που δουλεύει σαν διακόπτης και απλά συνδέει την μπαταρία κατευθείαν με το LED , και μάλιστα κάποιοι άλλοι προτείνουν χρήση μπαταριών με προστασία για να μην καεί το χαμηλότερου Vf Led που έχουν χρησιμοποιήσει στο φακό τους ...

- Για τα 6 βολτ Led που τροφοδοτούνται από 2 εν σειρά Li-Ion στα 7,4V και εδώ χρησιμοποιείται  ο τύπος Buck Driver που λειτουργεί αποκλειστικά σαν περιοριστής ρεύματος στην τιμή που απαιτείται ώστε το LED να αποδώσει τα ζητούμενα του σχεδιαστή του φακού , φωτεινότητα & πυκνότητα , και το κύκλωμα αυτού του driver είναι επίσης ευρέως γνωστό και εδώ οι προηγούμενες μαιμουδιές δεν μπορούν να γίνουν.
Τελευταία χρησιμοποιείται η τεχνική PWM direct mosfet , μαιμουδιάρικη μέν αλλά αναγκαία όταν δεν υπάρχει χώρος για τα πηνία ισχύος και flyback διόδων που απαιτούνται.
Ένα XHP70.2 6V πχ μπορεί να τροφοδοτηθεί κατευθείαν με mosfet το οποίο στην turbo σκάλα αντί για καθαρή DC ένωση , δίνεται PWM με duty cycle 90-94% προ-τοποθετημένο στον πραγραμματισμό του PIC controller ώστε το συνολικό ρεύμα rms που δίνεται στο XHP70.2 να είναι overdrive στα 15Α και να μπορεί να αποδώσει 8000 lumen για μερικά λεπτά.

- Για τα 12/18 βολτ Led , εδώ αλλάζουν τα πράγματα γιατί τροφοδοτούνται συνήθως από 2 Li-Ion μπαταρίες 7,4 volt και απαιτείται ειδικός boost / step-up driver που ανυψώνει την τάση και ταυτόχρονα διαθέτει και περιοριστή ρεύματος με τιμή την ζητούμενη του Led στα 12-18 volt που θα παραχθούν από τον driver και στη σωστή σχεδίαση απαιτείται και περιοριστής τάσης γιατί σε μικρές σκάλες λειτουργίας που θα καθορίσει ο PWM οδηγός microcontroller του φακού πχ στο 10% ο περιοριστής ρεύματος θα εκλάβει ως maximum το ρεύμα που είναι προ-τοποθετημένος και η τάση στο 10% του παλμού θα ‘ναι πολλές φορές υψηλότερη της τάσης λειτουργίας του Led και πιθανόν να καταστραφεί από τις υπερτάσεις παλμών.
Πάρα πολύ ισχυροί φακοί πολλών 12V Led (XHP70) , χρησιμοποιούν πολλές 18650 Li-Ion (8) σε συνδεσμολογία 14,8V και Buck driver που μπορεί ευκολότερα να διαχειριστεί υψηλά ρεύματα εξόδου.

- Μία μονή μπαταρία Li-Ion 3,7 volt , συνήθως 26650 που τροφοδοτεί 6 ή 13 volt Led που και εδώ ισχύουν τα παραπάνω δηλ. boost / step-up driver που ανυψώνει την τάση και ταυτόχρονα διαθέτει και περιοριστή ρεύματος με τιμή την ζητούμενη του Led στα 6/12 volt , για 12V Led συνήθως χρησιμοποιείται σε τέτοια περίπτωση το XHP35 όταν προορίζεται  για μοντέλο Thrower.
Όσους τέτοιους επώνυμους φακούς έχω εξερευνήσει , διαπίστωσα κάκιστη σχεδίαση , χαμηλή απόδοση < 60% και κακό προσδόκιμο λειτουργίας του Led ειδικά στην τάση τριπλασιασμού 12V που απαιτείται ειδική σχεδίαση και προσόντα switching σχεδιασμού !

Για όσους λοιπόν κατέχουν θεμελιώδεις γνώσεις ηλεκτρονικών και θέλουν σοβαρές αλλά και συνάμα απλές σχεδιάσεις να κάνουν τα δικά τους MOD φακών θα παρουσιάσω 3 σχεδιάσεις με προδιαγραφές που έχω σχεδιάσει και έχουν περάσει από έλεγχο στο εργαστήριό μου και θα καλύψουν τις 2 τελευταίες δύσκολες περιπτώσεις οδήγησης όλων των τύπων Led 6/12/18 Volt από μία μονή μπαταρία ισχύος Li-Ion 3,7 Volt.

Το πρώτο λοιπόν κύκλωμα Driver είναι πολύ εύχρηστο για τους πειραματισμούς/δοκιμές σας με όλα τα Led 6-18 Volt ,  από μία μονή μπαταρία Li-Ion 3,7 volt και έχει έξοδο σταθερής ισχύος U*I = 20 Watt αν παράδειγμα βάλετε στην έξοδο το XHP50.2 6V θα τροφοδοτηθεί στα 3,3 αμπέρ , αν βάλετε το XHP35 θα τροφοδοτηθεί στο 1,5 αμπέρ στα 13,4V , πάντα δηλαδή το γινόμενο ρεύματος επί την τάση τροφοδοσίας θα δίνει τιμή 20 Watt.

To QX9920 είναι πολύ γνωστός controller Led που χρησιμοποιείται ευρέως σαν Buck driver δηλ.  step-down , αλλά ποτέ σε αυτή την συνδεσμολογία step-Up / boost που του έχω αναθέσει και ο λόγος είναι ότι δεν έχει κατασκευαστεί για boost driver οπότε το duty cycle PWM του περιοριστή ρεύματος δεν ξεπερνά το 80% οπότε δεν έχουμε υπερτάσεις άνω των 20 volt καθότι αυτό το module δεν περιέχει Ref ώστε να περιορίσουμε το όριο υψηλής τάσης.
Έχω σχεδιάσει και τον PIC controller που περιέχουν όλοι οι driver φακών , για απλή δοκιμή πλήρους ισχύος , συνδέετε το pin Enable του IC στα + 4V της τροφοδοσίας.
Η επιτυχία επι το πλείστον βασίζεται στην επιλογή του ειδικού Mosfet που διαθέτει υψηλή συχνότητα λειτουργίας , χαμηλό RDS(on) , λειτουργεί από 1,8 volt έχει πολύ ελάχιστες απαιτήσεις διέγερσης Gate , χαρακτηριστικά που δεν διαθέτει στο σύνολό τους κανένα mosfet που χρησιμοποιούν οι επώνυμες εταιρείες φακών και υπάρχουν απώλειες και κακό conversion.
Τα δε surface mount πηνία που χρησιμοποιούνται στους φακούς , έρχονται εύκολα σε saturation στα υψηλά ρεύματα και το efficiency πέφτει δραματικά σε boost mode και χρησιμοποιούν παράλληλα 2 & 3 κυκλώματα boost για να καλύψουν το ρεύμα που απαιτείται σε διπλασιασμό τάσης , πράγμα που εδώ δεν υπάρχει χρησιμοποιώντας Amidon Toroidal T125 black iron ή το συμβατό που μπορείτε να βρείτε εύκολα  Yellow-White toroidal που έχω στο σχέδιο.
Ο πυκνωτής 10p ρυθμίζει την συχνότητα CS κοντά στα 250 KHz.
Στα 7 Α ρεύματος εισόδου , δύσκολα θα διαπιστώσετε θερμικές απώλειες εκτός των τριών 82μΩ αντιστάσεων 1W.
Με απλά λόγια ότι LED συνδέσετε στην έξοδο 6,12,18 βολτ αυτό θα παίξει κανονικά σε ισχύ 20 Watt.

Παρακάτω δείτε και σε εφαρμογή τον Driver :

Στο επόμενο κύκλωμα Driver που πάλι λειτουργεί από μία 26650 Li-Ion , η σχεδίαση είναι πιο προχωρημένη με μεγάλες δυνατότητες ρεύματος χωρίς απώλειες , χρησιμοποιώντας έναν step-up converter που έχει σχεδιαστεί για boost και έχει δυνατότητα 10πλασιασμού τάσης με efficiency 90 %.
Στην σχεδίαση εκτός από σταθεροποιητή ρεύματος υπάρχει και εκλεκτής max τάσης εξόδου που προστατεύει το Led στα χαμηλά duty cycle από υπερτάσεις ρεύματος ισχύος , αλλά επίσης και ο περιοριστής ρεύματος ανιχνεύει προσθετικά το ρεύμα εισόδου & εξόδου του μετατροπέα και έχουμε πολύ γραμμική έξοδο στις αυξομειώσεις τάσης της μπαταρίας που θα εκφορτίζεται , κρατώντας 8 amperes ρεύμα λειτουργίας εισόδου ακόμη και στα 2,6 Volt τάσης της μπαταρίας  … βέβαια για μόνιμη κατασκευή απαιτείται βαθμίδα Cut-off στα 2,8 V της τάσης της μπαταρίας για προστασία της.

Στο κύκλωμα αυτή τη φορά δεν εμπεριέχεται PIC controller , μόνο η κυρίως μονάδα ελέγχου τάσης & ρεύματος λειτουργίας του LED.
Τα παλμορεύματα λειτουργίας του κυκλώματος είναι δεκάδων amperes με RMS τα 8 Α και τα διαχειρίζεται πλήρως το εκπληκτικό AOD510 και έχουμε μία έξοδο να οδηγήσουμε ένα απαιτητικό Cree Led όπως το XHP70.2 στα 4Α και να πάρουμε πάνω από 3100 Lumen φωτισμού.

Παρατηρήστε την καθαρή κυματομορφή δειγματοληψίας  από το Drain του mosfet.



Αλλάζοντας εδώ την R5 με 120Κ , ο περιοριστής τάσης ανεβαίνει στα 14 βολτ και μπορούμε να τοποθετήσουμε το κορυφαίο XHP35 των 12 βολτ , και να πάρουμε πάνω από 500.000cd πυκνότητα φωτός για thrower με τον κατάλληλο reflector , από μία μονή μπαταρία Li-Ion.Παρακάτω είναι και η φωτογραφία του πειραματικού κυκλώματος που δούλευε «χύμα» χωρίς ψύξη στα 8Α

Σαν τελευταίο driver θα σας παρουσιάζω και μια τελευταία μου σχεδίαση που χρειάστηκε πολύ έρευνα στο να επιλεχθεί το κατάλληλο IC με καλή σχεδίαση με ακριβείας εσωτερικούς συγκριτές και τελικά επιλέχθηκε αναπόφευκτα η κορυφαία Texas Instruments σε μοντέλο Step-Up converter που έχει την παραμετροποίηση που χρειαζόμουν για να επιτευχθεί το μέγιστο efficiency που γίνεται σε φορητό boost converter μεγάλης ισχύος , 92% που ποτέ δεν θα συναντήσουμε σε 15Α driver.
Το ζητούμενο εδώ είναι με μία 26650 Li-Ion ισχύος να οδηγήσουμε ένα 6 βολτο Cree XHP70 σε υψηλό ρεύμα που αποδίδει τα βέλτιστα Lm/Watt στα 5,1Α & 30W σε φωτεινότητα πραγματικά 4000 Lumen , φακός που στην πραγματικότητα δεν υπάρχει και ούτε δύναται να υπάρξει με αυτά τα χαρακτηριστικά , με σημαντικό παράγοντα τον ειδικό υπολογισμό επαγωγής χωρίς saturation και ειδικά D-Pak mosfet υπερ-χαμηλής οδήγησης που διαχειρίζονται παλμορεύματα 40 amperes.


Εδώ η διαχείρηση ισχύος του LED δεν βασίζεται σε σταθερό ρεύμα αλλά σε σταθεροποίηση τάσης 6,2 volt όπου στα 3,7V τάσης εισόδου το ρεύμα που διαρρέει  τον driver είναι 11 amperes , όταν το ρεύμα του Led είναι 5,1Α και ελλατώνεται όσο υψηλότερη είναι η τάση εισόδου και αυξάνεται όσο η τάση της μπαταρίας πέφτει μέχρι τα 15A και υπάρχει μια εκπληκτική γραμμική λειτουργία της τάσης οδήγησης του Led , για παράδειγμα στα 2,9 Βολτ τάσης εκφόρτισης της μπαταρίας , το Led θα λειτουργεί στα 6V / 4,1A και θα αποδίδει ακόμη 3400 Lumen ... βέβαια το ρεύμα εισόδου θα είναι 14 Α όπου θα λειτουργεί μόνιμα και ο περιοριστής ρεύματος των 15Α που στην πραγματικότητα είναι 15Α + το ρεύμα του Led και αυτή η πρόσθεση στον συγκριτή ρεύματος δίνει την πολύ καλή γραμικότητα ακόμη και κάτω από 3 βολτ της τάσης εκφόρτισης της μπαταρίας.
Άν δεν οδηγείται το κύκλωμα από PWM controller/PIC τότε μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την soft start λειτουργία για ομαλή έναρξη του μετατροπέα.


MOD φακών αξιώσεων δημοσιεύω κατά καιρούς στο https://www.car.gr/classifieds/my/?category=50&myclassifieds=1&sp=2422