Светодиодная фара дополнительного света (OFF ROAD)

В этом обзоре я расскажу про одни из самых распространенных светодиодных фар дополнительного света или как их ещё называют «рабочего света». Данные фары выпускаются в нескольких модификациях, данном случае речь пойдёт про фары со ступенчатым рефлектором и прозрачным стеклом.



Фары могут продаваться как парой, так и поштучно. В комплекте присутствует переходник, предназначенный для установки фары и весь необходимый крепеж. Фары имеют толстый алюминиевый корпус, который по совместительству является радиатором. Корпус покрыт порошковой краской. На тыльной стороне фар видим ребра, которые улучшают охлаждение. Странно только, что они продольные, как будто фары рассчитаны на вертикальную установку. Но в этом нет ничего страшного, во время движения фары будут нормально охлаждаться в любом положении.



Из фары выходит провод подачи питания. Место выхода провода со стороны радиатора имеет резиновую вставку, предотвращающую перегибание провода в месте выхода. Внутри место выхода залито толстым слоем герметика, так, что можно не бояться, что влага может проникнуть внутрь через место выхода провода.



Кстати провод не простой, а жаропрочный. Видим на проводе следующую маркировку: 2х0,5мм2, 300°С, 3КВ.



Рассмотрим характеристики фары:

• Бренд: TC-X
• Рабочая Температура: -40~85°С
• Длина: 110*128мм
• Цветовая температура: 6000К
• Мощность: 18Вт
• Степень защиты: IP67
• Напряжение питания: 10-30В
• Световой поток: 1700Лм

Габаритные размеры и вес фары можно увидеть на следующей картинке. Кстати фара достаточно легкая, всего 370 грамм без крепления.



Замерим потребление фары в диапазоне напряжений от 6 до 30В. По результатам измерений я построю график зависимости потребляемой мощности от приложенного напряжения.



Заглянем внутрь. Разборка начинается с откручивания четырёх винтов на лицевой стороне фары. Далее видим стекло, которое устанавливается на силиконовую прокладку для повышения герметичности. Затем откручиваем ещё два винта, на рефлекторе. Пластиковый рефлектор плотно прижимает печатную плату к корпусу фары, также плата дополнительно прижимается ещё одним винтом по центру.



Стекло, кстати, пластиковое, как и рефлектор.



Плата имеет алюминиевое основание, а нанесенная термопаста улучшает отвод тепла. Кроме этого, для улучшения отвода тепла от светодиодов медные проводники на плате достаточно широки. Они занимают практически всю поверхность печатной платы. За счет чего тепло более равномерно распределяется по печатной плате. Толщина печатной платы 1,5мм.



Источником света выступают 6 светодиодов типоразмера 3030. Которые питаются от двух драйверов, построенных на микросхемах U1 и U2. Микросхема U1 отвечает за три верхних светодиода, а микросхема U2 за три нижних. Микросхемы имеют маркировку PT4115. Это достаточно распространенный и недорогой светодиодный драйвер в корпусе SOT89-5 с функцией диммирования, которая в данном случае не нужна и поэтому не используется. Микросхема может выдавать ток до 1,5А и рассчитана на диапазон входных напряжений от 6 до 30В. Следовательно, данные фары могут работать с напряжением бортовой сети как 12В, так и 24В.



Если кому интересно, то схема тут следующая, отсутствующие компоненты входного фильтра: С1, L4, CS рисовать не стал. Драйвер построен по понижающей топологии. Входное напряжение, через два параллельно включенных диода подается на два светодиодных драйвера. Яркость светодиодов задаётся при помощи резисторов R1 и R2, по умолчанию их номинал равен 0,150Ом. При этом напряжение на светодиодах составляет 6,4В.



Фара умеет работать только от прямой полярности напряжения, т.е. красный провод – плюс, черный – минус. Но по входу можно увидеть защиту от обратной полярности, которая построена на двух параллельно включенных диодах. Следовательно, если перепутать полярность, то ничего не сгорит, но светить фара не будет.



Теперь расскажу про нагрев. Из теплограмм видно, что светодиоды и остальные компоненты фары работают в очень хороших температурных условиях, за 50 минут работы светодиоды нагрелись до 91 градуса, а корпус фары нагрелся до 53°С. Это говорит о том, что фара должна прослужить очень долго. Нагрев проводился в горизонтальном положении фары, т.е. в наихудших условиях.



Нагрев проводился в течение 50 минут. Процесс нагрева показан на вот этом графике.



Я решил попробовать заменить термопасту. Температура светодиодов и радиатора почти не изменилась, это говорит о том, что в данном случае используется хорошая термопаста, которая, к тому же, нанесена правильным образом.



Для примера, я напаял поверх резистора 150мОм, резистор с номиналом 470мОм, получилось сопротивление 114мОм. При этом светодиоды нагрелись до 111 градусов. Корпус же нагрелся до 58 градусов. Если фары будут использоваться во время движения, то из полученного значения температуры можно смело вычесть 25-30 градусов. Я тестировал различные подобные фары и даже те, что имели несколько большую потребляемую мощность при езде оставались едва теплыми. Кстати, потребляемая мощность при такой модификации возросла до 12,78Вт.



Измерим освещенность, создаваемую светодиодной фарой, для примера также покажу освещенность, создаваемую светодиодной фарой, после изменения номинала токозадающего резистора до значения 114мОм. Измерения буду проводить с расстояния 1 метр от источника света. Для наглядности сравню полученное значение с освещенностью, создаваемой фарой головного света со стандартной галогенной лампой 55/60W на дальнем свете и ближнем свете. Данный эксперимент дает не совсем верную информацию, т.к. светодиодная фара дает достаточно ровно распределенный свет, а фара с галогенной лампой имеет несколько самых ярких участков, в которых я и проводил измерения.



Направлю свет фары вдаль и покажу как изменилась яркость фары при изменении токозадающего резистора. Разница не велика. Слева резистор 150мОм, справа 114мОм.



А вот так светят две фары.



Теперь я покажу, как светит фара с галогенной лампой на ближнем свете и как светят две светодиодные фары совместно с той же фарой на ближнем свете. Видим существенный прирост в яркости. Расстояние от фары до стены составляет 30 метров.



А вот так освещает местность фара с галогенной лампой на дальнем свете совместно с двумя светодиодными фарами.



Вывод

Данные фары предназначены для использования вне дорог общего пользования. Поскольку свет фары расходится в стороны под достаточно широким углом, то фара хорошо освещает только область вблизи, но этого будет достаточно, чтобы проехать через темный лес или подсветить дорогу в поле. Низкая температура работы говорит о том, что фара должна прослужить довольно долго.