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Busch Muller 車燈的散熱與光利用率分析!

 
  今天在網路上看到大家討論到BM IXON IQ 的散熱結構,索性就把一些之前的收集到的資料整理一下,也對IXON IQ 車燈的光線利用作一說明。

  目前手邊的IXON IQ & IXON IQ SPEED 自去年從德國請友人購入之後,目前使用還未發生散熱不良或試燈殼變質的問題。

  這顆燈其實是有歷史的,最早上市時是使用 比較像手電筒的LED 固定方式,那時候的型號是 IXON 照度大約有17lux ,之後同樣的外殼,不過LED放在上方,使用現在 IQ TEC的反射杯技術,使用Luminled Rebel LED, 斜著往內固定,那時就可以達到 40lux的照度,所以在燈頭的底部,可以看到兩個kmark k431 就是 17lux的反射杯所獲得的認證號碼,K568就是40lux所獲得的認證號碼,之後才又改為 Cree XRE LED。

IXON 17lux

IXON IQ 40Lux



之前使用 Luminled Rebel LED 時的 IXON IQ 產品 & 鋁散熱片





至於散熱,小弟目前也在研究,不過小弟有一個心得就是,不管散熱結構如何,最終還是看他熱平衡之後的溫度,以這支燈來說,承載LED的PCB是雙面基板而不是一般我們印象中的鋁基板,至於為何如此,小弟猜測,承載的基板是為了將LED的熱,藉由貫穿孔的方式,將熱傳導到基板的另一側,再由整面的銅箔將熱傳導到鋁片,再由大面積的鋁板進行散熱。

在空氣不流通的情況下,熱平衡的溫度大約是60度C左右,LED junction 應該在 70度C左右 ,至於這樣的溫度,光通量大約是25度時的 87%左右。




所以散熱片放在外面,或是加大散熱片,空氣流動較好,我估計應該可以應該可以再提升5-8%的效率,不過加大反射片就要增加體積與重量,散熱片外露,雖然散熱較好,不過外觀的設計就是另一個要斟酌的,畢竟兩個材質結合在一起,如何維持外觀的精美,應該也是一項課題。

為何會由 Luminled Rebel 換成 Cree XRE LED,小弟認為,一方面是兩者的每瓦的光通量不同,Cree XRE 還是比 Rebel 高,第二就是發光角度,由於 XRE 的發光角度,在0-30度的部分能量相當少,所以 縱使LED往內傾斜的方式固定,光損失不大,如果是rebel 那0-30度的光通量就損失掉了,這也是原因之一。

下圖 紅色是損失掉的光線 藍色是反射杯反射的光線 綠色是直射出來的光線

XRE 的發光角度 光通量角度比較集中 紅色部分的損失較少



Rebel 的發光角度 光通量角度比較分散 紅色區域的損失較大

相信這也是改用XRE 的原因之一。

不過使用XRE也不是沒有缺點,比起 CREE XPE XPG LED(她的尺寸與Rebel 較為接近) ,XRE LED 體積大,如果反射杯要縮小,XRE 物理限制勢必會比XPE 來的大。

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