100W LED作業灯の自作

質問

通販で100ｗのLEDチップが安く手に入るようなので　車載の作業灯を自作したいと思います。　　回路設計が出来ないので助言をお願いいたします。
市販の完成品は寿命が心配ですし、ディスクリート構成にしたほうが　部品交換で済みます。　業務で使うのでコスパより安心感も必要です。　100ｗのチップは入力36ｖとのことで12から36の昇圧？　一般に使われる？安価な昇圧コンバ-タ-は寿命とカ-ラジオへの雑音が懸念されます。　　そこで12ｖバッテリ-を３個用意し、並列浮動充電と同時に直列36ｖの回路は可能でしょうか。　例えば逆流防止に3相ダイオードブリッジ整流器なら安価でありますし、ダイオ-ド単体でも。　
2万円程の予算で
5Aｈバッテリ-　５０００円×3
LEDチップ　　　３０００円
アルミ冷却ヒートシンク１０００円
12ｖ冷却ファン　　　　１０００円

LEDの室内照明は長寿命とのことですが　直流素子なので100ｖから整流降圧変換する回路があるはずです。　それはLEDより寿命が短いと思うのは私だけでしょうか？
　　よろしくお願い致します。

回答No.4

Gletscher

LEDで100Wなんてあるのでしょうか？
あったとしたら、蛍光灯に換算すると1kW以上の明るさですよね？　眩しすぎて作業灯にはならないと思いますよ。

36V駆動なら3A以上の電流が流れますね。5Ahのバッテリーなら1.5時間くらいしか点かないですね。
電流制御抵抗器内蔵ですか？
入っていないなら外部に用意しなければならないけど、とんでもないW数のものが必要ですね。放熱も大変です。
それに、外部に制御抵抗器をつけるなら、電源電圧は丁度では制御できないですね。50Vとか60Vは必要ですね。
ヒートシンクは何でも良いのではなく、きちんとジャンクション温度を計算して、ジャンクション温度が真夏でも定格値の80%以下くらいになるような熱抵抗を持ったものを選択しないと壊れますよ。

回答No.3

mdmp2

100ｗのチップは入力36ｖとのことで12から36の昇圧？　一般に使われる？安価な昇圧コンバ-タ-は寿命とカ-ラジオへの雑音が懸念されます。　　そこで12ｖバッテリ-を３個用意し、並列浮動充電と同時に直列36ｖの回路は可能でしょうか。
>>>電池を並列接続かつ直列接続はどのような部品を使っても実現できません。
電池を直列に接続し、それぞれの電池用に個別の充電器を用意するのが良いです。
ただし、それぞれの充電器に接地端子がある場合、それらを接地しないで、また接地端子同士を接続しないで使います。それぞれの充電器の金属ケースが触れないように設置します。

LED は定電圧ではなく、定電流で使用します。LED 用の点灯装置をLED ドライバと言います。
LED は僅かな電圧の変化で、電流が大きく変化します。36V のLED を12V x 3 鉛バッテリで使用する場合、LED とバッテリを直結してはいけません。12V のバッテリは、満充電のとき13.5V 位になります。使用していると次第に電圧が下がります。放電終始電圧(使用をやめなければならない電圧)は10.8V くらいです。10.8V から13.5V は、バッテリ3個直列では32.4Vから40.5V になります。32.4V では点灯しません。40.5V では過電流が流れて発熱し、短時間で壊れてしまいます。
そこで、入力電圧の如何にかかわらず電流を一定に保つ、LED ドライバが必要になります。
高電圧のLED モジュールを点灯するのに12 V 入力の昇圧型LED ドライバを使えば、12V 鉛バッテリ1個で済みます。
しかし、ちょっと調べてみただけですが、36V 3000mA 出力の昇圧型LED ドライバは見つかりませんでした。
それだけ大電力になりますと、既製品の投光機を使うしかないと思います。
くりかえしますが、36V 100W のLED モジュールを、絶対に、12V x 3 鉛バッテリに直接つながないようにしてください。

LEDの室内照明は長寿命とのことですが　直流素子なので100ｖから整流降圧変換する回路があるはずです。　それはLEDより寿命が短いと思うのは私だけでしょうか？
>>>私もそう思います。LED 電球は寿命が5万時間以上らしいですが、寿命を左右するのはLED ではなく、点灯回路の部品だと思います。

回答No.2

lumiheart

＞ 2万円程の予算で

1個2万円？
それならチャンとしたヤツを買いましょう

自作するより安価　
自作に要した工賃を真面目に積算すると↓の数倍の金額になる

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回答No.1

noname#252929

LEDの電源回路は、電圧制御ではなく、定電流回路が基本です。

バッテリーの電圧は充電量によって変動します。
一般的な鉛ぱってリーの充電終止電圧は13.8Vから、14V前後になります。
あなたは１２Vのユニットに、それだけオーバーした電圧を印可されようとしているわけです。
LEDなどの素子は過電流に弱く、その発熱で寿命が短くなったり簡単に壊れてしまいます。
その辺は、体感されながら失敗して学んでいくというのも良いかもしれませんけど。

また、市販されているもので、LEDの寿命が短いものというのはほとんどが電源回路の問題ではなく、放熱設計の悪さによる、LEDの寿命低下です。

１００Wの放熱というと、かなりの大きさのヒートシンクや放熱ファンが必要になります。

パソコンのCPUの放熱器とファンでも５０W前後の放熱しかしていません。その倍以上の放熱ができることが必要になります。
その辺のご理解があると、100W級のLEDを簡単に使いたいとは思わないと思うのですけどね。

１００WクラスのLEDが安いといっても、中国製のものですね。
はっきりいって、放熱を考えると使いにくいんです。

自動車のヘッドライトに使われているものは、１０Wクラスでしかありません。
それを複数配置しています。
なんで大きなものを使わないのか？

配光特性の問題と、放熱の問題がクリアしにくいからなんです。
１箇所で集中して大きな発熱が発生した場合、それを放出するより、分散させて熱を発生させて、それを放熱する方が、LEDの発生する熱を逃がしやすく、LED自体の温度を下げることの効果的だからなんです。
（それでも、LEDヘッドライトには、冷却フィンと冷却ファンが搭載されていますけどね）

どれくらい大きな放熱器と、冷却ファンを搭載される予定なのかわかりませんが。。。

ちなみに、LEDは、内部のジャンクション温度（放熱器との接触面ではありません）が１１０度程度を超えると、あっという間に寿命を迎えます。
９０度以下くらいで使わないと寿命が短くなります。
ジャンクション温度で９０度だと、冷却器との接合部温度で８０度以下。
１００Wのような密集のものだとさらにこれ以下にする必要が出てくると思います。
なので使いにくいんですよねぇ。