制作大功率LED手电筒（AMC7135驱动）

作者 吴晓燕 来源 《无线电》杂志 目前市售LED手电筒大多是采用多只直径为5mm的 LED组合成一个灯头，用3节AAA电池供电，有的手电筒采用3只、6只或9只0.5W的草帽LED组合，用充电电池供电。实际上这样的手电筒的实际使用效果并不理想：由于没有反光碗，利用LED自身透镜散射角大，发出的光线散射不能照远；再者采用的LED发光效率不高，为增加亮度只有增加LED数量，从而加大了电能的消耗；电路又采用串联电阻的驱动方式造成一部分电能浪费在电阻上，电池电压降低后，LED亮度衰减也很明显。鉴于传统LED手电筒的这些缺点，采用单颗大功率LED制作的手电筒则可以扬长避短单颗LED大功率手电筒是以单颗发光二极管（LED）作为光源的一种新型照明工具，它具有省电、耐用、亮度强等优点，可用于夜行、登山、野营、医用、维修等。但目前这种手电筒价格在几百元到几千元不等，而且平时市面上难以见到。本人自己制作了一款单颗 LED大功率手电筒，成本只有几十元，且使用效果很不错，制作完成的手电筒如图1 所示.。 一、 LED的选择 现时的大功率LED的功率有1W、3W、5W、10W等，综合亮度、续航时间及散热等因素，3W是最合适的选择。由于电池电能有限，所以发光效率是首先考虑的因素，目前这方面比较前沿的有美国lumileds、CREE及韩国首尔半导体(Seoul Semiconductor)的产品，综合考虑后笔者决定选择CREE公司的XLmap 7090 XR-E系列的白光LED， 该系列LED根据发光效率又分几个级别，如表1所示。表中列出了不同级别LED在350mA电流驱动下的亮度范围，该系列LED驱动电流在350mA～1A，在350mA时发光效率最高可以达到100lm/W，随着电流的增大发光效率逐渐降低，其最高级Q5在1A电流时亮度可以达到220～240lm，当然级别越高价格越高，性价比较好的P4价格在十几元，级别最高的Q5要40元，可以根据具体情况来挑选合适的LED。大功率LED实物如图2所示。   二、电池及电路 大功率白光LED的工作电压一般为3.3～3.9V，使用一节锂电池驱动是非常合适的，并且锂电池体积小，容量大，可以获得更长的续航时间。笔者考虑后决定使用CR18650工业锂电芯（18代表电池直径为18mm，650代表长度为650mm），容量可达 2600mAh，在电子市场很容易买到，如图3所示。锂电池充电器可以用市面上的手机万能充电器加一电池盒改制。 电路使用AMC7135（性能特征见附表），在本制作中使用了2颗AMC7135并联驱动LED，电流700mA（也可以选用3颗AMC7135，电流1A，但这样LED发热会很明显，而且多出的亮度人眼很难看出差别，并造成电能的浪费），电路中1N4148是为防止电池反接烧毁IC。整个电路只有3个元件，电路如图4所示，元件实物如图5所示，非常简洁。电路板可使用双层板自己制作，也可以选用成品电路板。本人选择成品电路板，将AMC7135、1N4148按图6所示直接焊接在电路板上即可。   三、组装及调试 手电筒外壳选用成品手电筒外壳，这样的外壳多由铝合金制作，可以很好的为大功率LED散热，也很耐用。大功率LED属于点发光，所以要搭配合适的反光碗。发光碗有两种：一种反光面是橘皮的，一种是光面的。橘皮碗照出的光斑柔和，散光适合照近；光面碗光束比较集中，适合照远，可以根据需要自己选择。 手电筒组装顺序如图7所示，电路在焊接组装过程中要快，特别是LED的焊接要少使用助焊剂，以防助焊剂的烟颗粒污染了LED的透镜。LED与金属座之间要使用导热胶粘牢，以保证LED的散热。手电组装完成后，检查有无短路，不用做任何调节，通电就可以使用了。