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强光手电入门知识

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去年有一篇非常好的强光手电入门知识的文章,这几天又看了几次,依然感觉受益匪浅。作者从十个方面对强光手电做了非常到位的解读,通俗易懂。非常适合小白桐油阅读。经过原创作者阿木手电任老板同意,发布到贴吧。希望能帮助到更多的吧友!
正文如下:
首先声明一点:任何东西都没有绝对,一切跟着自己的心走!
手电是好东西,可以说是人人都要必备的。它是黑夜里的眼睛,助我们做事,还能防身救命,它比手机里的手电筒,强大太多了。
有圈子,就有发烧友,手电当然不例外,而且也极好玩,也才有越来越多的新手加入圈子。作为发烧友,自然是想对产品里里外外了解的更清楚些,这没有坏处,起码,能多开窍,花更少的钱买到更好的东西。
今天我用我的方式简单的哔叨一下,时间有限,没有图,只有文字,也只讲产品,不讲牌子。
为什么?
大牌子也有垃圾产品,小牌子也能做出极品。
我为什么做电筒?10多年前需要用到强光手电,于是去网上购买,发现,好便宜啊,拿到货,发现,好烂啊。再到网上去买,买贵的,当时400多,拿到货,卧槽,也就这样子,还卖400多!
于是,决定自己做,做的公道一点,不会很便宜,也不至于很贵。
一晃,就干了十几年的手电,作为商家,也作为发烧友,在大神面前,我觉得我依然是个小白,区别仅是我能鼓捣出成品而已,这不是自嘲。下面,就当是小白与小白的科普吧。
我不讲手电的进化史,没去深究过,我也不会讲,就只讲现在流行的产品一些要素,几个方面:光源、电源、驱动、操控、反光系统、壳体材质、结构、表面处理、亮度等。
一、灯珠
照明工具的发光源,灵魂,好的灯珠,光效高,寿命长,更稳定可靠。光源有多种类型,这里只说LED的,因为它具备以上优点,手电筒用的最多。
我用过的品牌:美国科瑞(cree)、美国朗明纳斯(luminus)、德国欧司朗(osram)、韩国三星(Samsung)、日本日亚(NICHIA)、飞利浦(PHILIPS)、国产(... 抱歉,国产品牌我暂时没用过)*摘抄者注:这是去年的文章,阿木手电目前有些型号的手电也使用了国产优秀的灯珠!
国际顶尖大牌货,除了价格不美丽,其它都给力。
以上,前两个我是用的最多的。
另外,灯珠只要发光即会产生热量,这是能量的转换,亮度越高,发热也就越大。
二,供电电源
只说锂电池的,现在圈内用的较多的,算是21700锂电池了,体积不大,能量密度比很高。
其它常用的,还有16340、20350、18650、26650等,前面两位数代表直径,后面高度,单位mm。
三、驱动板
锂电池为电源的LED电筒,想点亮,中间是一定要经过线路驱动控制的,这个线路的差异实在太大,有的只有一个电阻,有的密密麻麻全是芯片。
只有一个电阻的这种,我不敢称它是越简单越可靠,我只是不敢用。
驱动方案,笼统说有两种,一种是直驱,一种是升降压。
直驱:类似于说,等于电池直接接在LED上的方式,只是增加了一些档位控制和安全保护功能。不带电感的驱动电路,我个人都归它为直驱系列,包括所谓的线性恒流。
直驱电路,工作时输出和输入端的电压不同,而电流是一样的,所以在限流的档位,工作效率低,或者说 ,电池电压越高时,工作转换效率越低。
现在流行的超过30多瓦的大功率手电中,在100%不限电流的极亮档位时,工作效率就可以看作是100%了,极高,因为输入和输出的电压电流都基本相等了。
纯直驱的电路,亮度会随着电池电压的下降而下降,当电池电压下降到LED的VF值以下时,这时的工作效率也算是极高的。
线性恒流的直驱电路,当电池电压高于LED的VF电压时,亮度保持恒定不会降低。
直驱的电路,耐用性上其实挺可靠的,因为用的元件毕竟也少,只是综合效率不高。
升/降压电路:分升压电路、降压电路和升降压并存电路,电路上都会有电感元件。
升压电路,全程可恒流,能根据输出端的电流和电压,自动调整输入端的电流,保持平衡,亮度也就保持不变化(例外的不说了,比如功率太大时,电池电压瞬间就拉低的跟不上了)。
降压电路,原理同上,只要电池端电压高于LED的VF工作电压时,亮度也恒定不变。比如双锂串联,驱动一个6V的XHP70灯珠或3V的灯珠,全程恒流。
通常单锂方案的降压电路,电压低于VF电压时,亮度才会逐渐下降,也可称线性恒流,比如单锂驱动一个3V的SST40灯珠。
同时具备升降压功能的电路,更加牛B,不管电池电压高低,都可以全程保持输出功率不变,亮度也不变,比如我的BT55白激光电路。但目前这类电路功率没有太大的。
升/降压的电路,综合效率要比直驱的要高。当然,这也取决于选用的芯片性能高低,像VG10、XT60的降压芯片,效率超过96%,算是绝对的高效电路。
从最终的产品稳定性上来讲,也不能说性能牛B复杂的驱动就更好,毕竟元件用的越多,故障率也相对会越高的。
各自取舍。
什么是VF电压,百度吧。
四、反光系统
目前常用的,就是金属电镀反光杯,都是用实心的铝合金棒材数控加工的,真空电镀。反射的光斑效果,跟灯珠的配合、光杯内表面抛物线的设计、机加工光滑度、电镀质量有关。
光杯,也还有塑料的,铁皮旋压的,铝压铸的。
还有一种是亚克力透镜的,利用光的折射原理,形状和光照效果都类似反光杯。小型电筒用的比较多,成本低嘛。当然,也有进口的透镜,价格比金属光杯还贵好多。
还有一种是凸透镜聚光原理的,材质有亚克力的,玻璃的。照射效果是中心聚光,没有散光区,照射面积小。这种反光效率低,光损稍大。同理的还有一种菲涅尔平面透镜,照射效果一样,但更轻薄,也多为亚克力材质。
光杯的前面,都得有玻璃,玻璃又分很多了,普通绿玻、超白玻、蓝宝石玻璃等。档次高点的,玻璃表面会镀膜,可以增加透光率,这个成本差异几倍到几十倍不等。
五、开关调光操作方式
开关的种类,有轻触电子开关,机械开关、还有磁控的。
我现在用的较多的是轻触电子开关,这个可以实现的操作功能比较多,像我的特色双模式调光(档位调光+无级调光),真心好用啊。
机械开关,又有正向开关和反向开关。正向开关,还叫战术开关,因为轻轻一按就通电点亮,松开就灭,可以快速自由点击点射。比如XT60手电,同时具备两种开关,关机状态,尾部的开关可以快速的点亮或自由点射,某些时候也就可以发射信号使用,开关按到底就可以锁定电筒常亮,按前面的电子开关,可调节亮度。
反向机械开关,通常就是用在尾部调光的。按到底再松开就亮了,点亮状态,轻轻按开关就可以换档。
机械开关有个好处,就是一但坏了,基本能找到应急办法让电筒继续亮。电子开关的一但坏了就不好修。
还有磁控的开关,用的较少,潜水的用的较多,不多说了。
还有磁控转环的开关,操作方式也不错,但设计不好的话,性能缺点自然也多,比如进了水进了砂子等,遇到磁场,机能会下降,又不好修,因为结构上基本都是固定死的。
还有不带开关的,用拧松和拧紧后盖的方式通断电,要说可靠,这个是第一,开关永远没个坏,就是费手。
六、结构
其实结构方面可聊的有很多,也是手电的灵魂所在,从外观,人机手感、散热、操作方式、防摔防水性、装配工艺等方面来说,都有讲究。
讲散热吧,散热还是主要靠LED所在的灯头位置,现在稍高要求点的大功率筒子,灯头都是用实心的铝棒前后掏空加工出来的,这样无断层接缝导热快,为什么要研究散热,前面说了,LED发光就发热,但LED自身很怕热,在高温状态,寿命会加快衰减,所以我们要研究如何更快的导热和散热降温。
热导出来了,还要散掉,散热的快慢,取决于空气流通速度,以及手电筒的表面积。体积越大,表面积越大,散热片做的越多,散热就肯定也更快,但电筒也更笨重。所以,还是各自取舍。
目前我们的手电,灯头全部都是实心的铝棒加工的。像E3更夸张,整体都是一条铝棒做出来的,成本也就更高了,耗费材料以及加工难度大。不过E3的体积太小了,即使最好的散热结构,也是扛不住高亮档发出的热量的,仍然要设置自动降档。
再好的结构,所有原理都一样:多大的体积承受多少的热量,过了,就烫手呗。亮骚发烧友都是最牛B的,都喜欢越亮越好,越小越好,烫?不怕的,有阳痿策略,哈哈。
还有直充功能,这个有DC头的,C口的,磁吸的,很多种,磁吸的好处是防水可以做的更好,缺点也挺多,有些人也讨厌带磁。还有些认为功能越多越不可靠,不选有直充功能的手电。要是日常用,有直充还是挺方便的吧,没得聊。
还有导电接触环节,就讲个弹簧,现在追求大功率,我们都改用了磷铜弹簧,比钢丝弹簧导电性能强多了,表面还有的镀真金白银。
七、壳体材质
论性价比和实用性,铝是最好的,原材料储备多,价格低,重量轻,强度适中,散热系数高。
具体的铝合金牌号,我用的多是国标的6061或6063,T6 加硬处理的。国标的是新铝锭做的,非标的是我们机加工后的废料再二次回炉的。
有说用7075的,我只知道,真的极少极少。
还有塑料外壳的我不评判。
其它金属材质类的,我是大道至简,您也各有所爱,随心。
八、表面处理
只讲铝材质的,大部分都是做阳极氧化,阳极氧化又分普通氧化和硬质氧化,普通氧化,等于只在表面做了颜色,外壳的硬度基本没有变化。
硬质氧化,会改变铝外壳的表面硬度,让外壳更加耐磨,当然,最终的硬度也有好有差了。硬质氧化的加工成本通常是普通氧化的三四倍左右。
另外,氧化处理前的工序,还有喷砂步骤(有的产品商家也可能不喷砂),喷砂可以去除产品上一定的杂质、毛刺、刀痕、磕碰划痕等,改善外观。同时,喷砂也分各种型号,有粗的有细的,喷的细,手电就相对光滑细腻,喷的粗就显得更粗犷。
九、做工
可说的相关环节也挺多,从结构设计合理性,机加工细节的处理,到装配工艺的稳定性,都有讲究,这个也没法唠。不过有一点我也吐槽一下,就是,如果灯杯里有点灰尘,玻璃有点污渍,外壳有点磕碰露白啥的,咱就别扯到做工问题了,它是个问题,但是另外的概念。
十、亮度。
除了特殊作业,绝大部分情况,1000流明内的亮度都够用了,尤其是无补给的户外活动,都是很珍惜续航的,能用低亮不会用高亮。扛着手电,你说用三四千流明去照路,那不现实,你说长时间用上万流明,那也是很扯,根本用不上的,还害眼,道理都懂。
哎,罢了,亮度无止境...
最后,手电,每天都可能有新产品面世,附加了各种装饰或功能,这个就各见仁智吧。十几年了,这个行业,也算不上有极致的产品变化吧,多是花里胡哨,可有可无。


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