关于手电头部的结构，一体仓和实心仓的差距到底有多大！

juven

技术贴要顶

MrNewin

发表一下个人看法，没有不尊重楼主的意思。
第一种：有两点很费解：驱动安装在哪里？光源和驱动怎么焊线？如果先焊驱动，再焊光源，在狭长的灯头内部焊线光源，显然难度比较高，如果拉出来焊接，那么导线就要很长；如果先焊灯板，再焊驱动，也是同样的难度，导线需要的更长，怎样才能保证导线可以塞进仓内而不干扰其他部件？显然你没有想过，所以这种结构，不利于量产，而且出故障的几率很高，材料成本，加工成本都不低，投产风险很大，注定是个只能留在你硬盘的设想！
第二种：灯头和光杯做成一体，想法是很有创意，灯头整体拿去电镀的话，估计成本也是不低，再者如果光斑有缺陷，就彻底死翘翘，没办法通过垫片调整，关键是这个有利于散热吗？刚好在热辐射集中的区域，你给他断开，做成螺纹联结的两截，增加了成本不说，对散热没有任何帮助也不大，只说灯板接触面因为和灯身是一体，热理论上会先传导到灯身，如果发热很大，这样不烫手吗？而且驱动怎么装进去？从尾巴部装吗？
第三种：这个根本就不是一体仓了，跟传统的线路仓没有任何区别，而且，线路仓从尾部装进去，不好安装，装进去以后，灯板也不好焊线。类似于把灯头和灯身做成一体，O记也有类似的结构，例如R40，但是R40的分体线路仓是从前面装的，形状类似于一个酒杯，内部斜面贴合光杯外壁，外部斜面贴合灯头内部，设计很合理。
综上所述：楼主这三种结构都不合理，材料成本高、机加成本高、第二种方案电镀成本高，有结构缺陷，装配麻烦，不利于量产。如果要做一体仓，完全可以参考O记的R50，是非常经典的一体仓设计。

huahua1025

理论应该一体的好点，实际导热做好了，估计实心仓一体仓差别不会太大

简易人383

MrNewin 发表于 2016-10-20 12:02
发表一下个人看法，没有不尊重楼主的意思。
第一种：有两点很费解：驱动安装在哪里？光源和驱动怎么焊线？ ...

您可以看看我图中的一些数字，比如40mm基板、还有重量800多克，900多克等，
这表明，我要做的根本就不是正常尺寸的手电嘛，而是用电池组的手提灯。正常的手电哪有用这么大的基板的，，还这么重，，


结构当然和正常手电也是不一样的了，驱动我没打算安在筒头，而是另有安排。走线我也自有办法，绝对不会出现你说的问题。






您也花了大部分的篇幅讲述了成本和加工的问题。其实我在要做这灯之初就已经有定位：不计成本、不考虑加工难度，只要做好筒。一切与实际使用无关的指标都要为性能让路！反正又不量产，我就做一个自己留着玩。降低成本并不能提升实际的使用体验，所以，成本问题果断pass。

所以，能一体的地方我要尽量做成一体的。如果做成分体的，则会在连接处增加重量。这种为了降低成本而造成的增重不符合我之前的定位。













至此，您的回帖中80%以上的质疑已解开。










您还担心我第二种方案的螺纹的热阻，咱们不妨来算一算：





我的第一种方案是头身仓全一体的结构，热阻最小，就以他为标杆。












要算的话，需要知道接触面的热阻，但这个很难侧。不过我找到了您楼上那兄弟在别的帖子里的回复：

“结温可以用LED基板温度+功率*温升。
每个封装的温升不同
XML是2.5度/瓦
MCE是3
XPG是5
XPE是9
XRE是8
举个例子，7135*6的XML U2 LED电流是2.1A VF=3.1V左右 估计功率在6.5W  
那么他的结温=6.5*2.5+基板温度，也就是差不多有16+基板温度
基板温度在一体化灯头的筒子下和外壳最近的散热片处温度差不会有多少度的。 这个每个筒子，安装差异，装配差异，热平衡后主要温度差还是在基板和基板下面的平面之间的导热热阻， 估计一般2度以内吧。
那么这个XML核心温度比外壳最热处温度高不到20度吧
- 本文出自“手电大家谈”，原帖：http://www.shoudian.org/thread-288738-1-1.html”




他说，led发热7瓦，基板和电路仓的接触面有2度的温降。他这里说的基板就按20mm算吧。










我的基板是40mm的，和电路仓的接触面积是20mm基板的4倍，接触热阻就是20mm基板的1/4.如果led发热还是7瓦的话，此处的温降应该是0.5度。
但我打算用xhp70，发热会比7瓦大一些，就当14瓦看。
此处的温降应该是0.5度*（14瓦/7瓦）=1度。




面A的面积和基板相等，所以面A的热阻和基板一样，所以温降也一样，也是1度。也就是主贴里说的T=1度。

现在总结一下第二种方案到底在散热性能上有多大劣势：
63.3482度+1度-61.9721度=2.3761度。



所以，第二种方案虽然在你看来不是合格的一体仓，但led的节温只比导热最好的第一种方案高了2.4度，2度多可以忽略不计了。
而带来的减重145克的好处可是很可观的哦！












再来看看第三种方案，也就是您说的“根本就不是一体仓”的实心仓：



实心仓和外壳的接触面积也是等于基板面积，也就是说，实心仓和外壳的接触面的温降也是1度，也就是t=1度。


结果实心仓在散热性能上的损失为60.5917度+1度-61.9721度=-0.3804度

是负值！也就是说，实心仓比头身仓全一体仓的热管理性能还好！

不过并不是实心仓的热阻低，而是变成了实心仓以后，体积变小，让出来的体积被我多塞了几个散热片所致。即便如此，实心仓还是比一体仓轻了139克！不损失散热，还减了重量，何乐而不为呢？








看起来，实心仓的热阻没有大家想象的那么高，一体仓和实心仓的区别，有时还真有可能可以忽略呢

ugt

手电论坛的技术含量越来越低了，看了这几方案，感觉自己智商都低了几倍。

简易人383

ugt 发表于 2016-10-20 18:04

                               
登录/注册后可看大图

手电论坛的技术含量越来越低了，看了这几方案，感觉自己智商都低了几倍。 ...

低智商者走好不送。

天涯一匹狼

简易人383 发表于 2016-10-20 17:51
您可以看看我图中的一些数字，比如40mm基板、还有重量800多克，900多克等，
这表明，我要做的根本就不是 ...

既然如此，最实际的是先增加LED承载平台(导热板)的厚度，然后以此为中心分布散热鳍，热阻肯定比散热鳍在头颈处小。

简易人383

kakaruote 发表于 2016-10-20 08:29
完全没必要头身仓，全一体。  
1. 成本高很多，加工也难，驱动电路的安装也难。
2. 对比头身一体仓，多了一 ...

不计成本，不考虑加工难度，是我要做这个灯的原则。
我这是个用电池组的手提灯，不是正常尺寸的手电。结构当然跟常规手电不一样了，驱动电路的安装不用你操心。



至此，你说的第一条已不存在。







我要尽量把零件做成一体的，目的不是你想的导热，而是减重！减重！减重！




如果按你说的做成头身一体，那还不如做成头身仓全一体。因为单把身分出去没意义，还增加连接部分的重量。





当把头和杯一体了以后，头就不能和仓一体了。于是身就有两种选择：去找头和去找仓。



如果身投入了仓的怀抱，就成了第二图说的仓身一体。
如果身选择了头，就变成了头身一体，也就是第三图所示的实心仓。

不管身投奔了谁，整个外壳的热阻都不会比原来头身仓全一体的时候低了，所以要两害取轻。







关于电路仓底板的厚度，我也算过。
我把厚度从5mm逐渐加到12mm，led的结温只降低了0.7度左右，然而重量却增加了好几十克。
所以我觉得，厚6mm足够了。








不过增加散热片确实会大幅度的降低结温，我会多加的。

简易人383

天涯一匹狼 发表于 2016-10-20 21:24
既然如此，最实际的是先增加LED承载平台(导热板)的厚度，然后以此为中心分布散热鳍，热阻肯定比散热鳍在 ...

这个厚度我算过，6mm足够了，再加厚的话，导热的优势不明显，增重却很明显。



对称分布散热片不太好做啊，因为筒身外表面有别的用途，散热片难以再往后加了，只能往前加。

hrhhyr

不论哪个方案，我只希望此处厚度有1cm。

简易人383

hrhhyr 发表于 2016-10-21 01:31
不论哪个方案，我只希望此处厚度有1cm。

如果增加到1cm，led结温会降低0.3度，这点好处可以忽略不计。
却要增加20克的重量，这一坏处比较明显。



所以我说，6mm已经绝对足够了。



电路仓虽然不能薄，但是过分追求厚也大可不必，厚到一定程度以后优势就不明显了。

蚂蚁也疯狂

赞！！
我发现我读书真少

kakaruote

简易人383 发表于 2016-10-20 21:44
不计成本，不考虑加工难度，是我要做这个灯的原则。
我这是个用电池组的手提灯，不是正常尺寸的手电。结 ...

底板厚度确实是5-6毫米够了，我玩过几只筒子都是这样的厚度。  但是你整体重量有900多克了，做成头和电池仓一体的话，减重效果真有那么明显吗？

MrNewin

简易人383 发表于 2016-10-20 17:51
您可以看看我图中的一些数字，比如40mm基板、还有重量800多克，900多克等，
这表明，我要做的根本就不是 ...

楼主，你也是做设计的，工业设计也好，结构设计也好，平面设计也好，但凡是个设计就是为生产服务，你这啪啪啪讲一大堆，大家裤子都脱了，结果说就是要做一个自己玩，这厢腰都闪了。结构有硬伤就是有硬伤，多说也无意义。你是设计，把个半成品拿出来给大家看，谁会买账啊？举个例子：你回复中的贴图，也就是你的第二种方案，别的什么玩意儿先不说，看这个意思是是要把灯头和光杯做成一体，灯头的要不要做表面处理，表面处理是氧化？封釉？喷涂？内部的抛物面要不要做电镀？那么问题来了：你是先电镀内部的抛物面再做外部的表面处理呢？还是先做外部的表面处理再做内部的抛物面电镀呢？？工艺路线怎么走？就算不不计成本，也得别人做的出来啊！先电镀？那后续的过酸过碱不对抛物面有所影响吗？先做外部表面处理？那电镀的时候受不受影响？最终会不会影响光斑？？这都是问题，你要解释一下吗？

简易人383

MrNewin 发表于 2016-10-21 12:03
楼主，你也是做设计的，工业设计也好，结构设计也好，平面设计也好，但凡是个设计就是为生产服务，你这啪 ...

呵呵本来我就不是商家，我只是个普通的DIYer，本来做出来就没想卖，除非我哪天玩腻了想出手，你理解成我要卖是你自作多情。我更没什么要向你们推销的意愿，为什么要让你们买账？
你一看是我自己玩的，知道买不到了，这个心理落差我能理解。

难道你觉得设计只能是做出产品然后量产卖钱？



你说了这么多，无非就是成本、加工难度和螺纹的热阻。





成本和加工难度的事，我已经跟你说了不计成本，这一点我已经回答你了。
螺纹的热阻我也给你算过了，这点热阻可以忽略。
你的所有问题我都给你回答清楚了。



如今你还说有硬伤，说到底你说的硬伤还是指成本问题，，，，，，，，呵呵我不想把成本的事跟你重复地解释。








看你说话的语气都变了，是不是因为你的质疑被我一一驳回，恼羞成怒，然后就气不打一处来？哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈~~~~这锅我可不背。
（这里我本来不想用“驳回”这个词，戾气太重，换成“完美解答”更好。不过经过我的综合考虑，还是用“驳回”更合适。）


“结构有硬伤就是有硬伤”可以理解成“我不管，我说有硬伤就是有硬伤”哈哈标准的肉烂嘴不烂句式。










光杯和外壳一体，我跟你说完全能做出来！机械加工可以做出来，就是个车。表面处理也不是做不出来，完全可以用堵头保证不该被氧化的面不被氧化，不该被电镀的面不被电镀。
关于这种工艺的可行性，早已有成熟的产品：SF的好多手电都是光杯和外壳一体的；
也有本坛的筒友DIY成功的先例http://www.shoudian.org/thread-466140-1-1.html











至此，你的所有问题，包括你第二次回帖追加的问题，我都已经回答完毕。
如果你还一直抓着成本和加工问题不放，那我们就没法交流了。








论坛是讨论问题的地方，不是吵架的地方。你的第二次回帖里的质问语气让我很不爽，所以我也戾气满满地回了你一贴。

愿我们都能就事论事地讨论，发帖不要带有情绪。

简易人383

kakaruote 发表于 2016-10-21 10:13
底板厚度确实是5-6毫米够了，我玩过几只筒子都是这样的厚度。  但是你整体重量有900多克了，做成头和电池 ...

这900多克其实只是我图上画的这部分，也就是筒头的重量，还有一部分没在图上透露出来。
估计整个灯做出来要将近2公斤了，所以我才一天到晚的想着减重啊，，，，，

MrNewin

简易人383 发表于 2016-10-21 13:26
呵呵本来我就不是商家，我只是个普通的DIYer，本来做出来就没想卖，除非我哪天玩腻了想出手，你理解成我 ...

我没有带情绪啊，帖子在那呢，大家都能看的到，我心情很好，不会受到你的影响，楼主，做人心眼要大，心要宽，你看你，怎么这么小家子气？但凡回复你说不好的，你就小心眼，生气，反驳，咋跟个女娃一样矫情？你这个东东我毫无兴趣要购买，不稀罕，所以不存在你说的买不到就失望。

简易人383

MrNewin 发表于 2016-10-21 13:36

                               
登录/注册后可看大图

我没有带情绪啊，帖子在那呢，大家都能看的到，我心情很好，不会受到你的影响，楼主，做人心眼要大，心要 ...

好吧，是我多想了，抱歉

                               
登录/注册后可看大图

kakaruote

简易人383 发表于 2016-10-21 13:30
这900多克其实只是我图上画的这部分，也就是筒头的重量，还有一部分没在图上透露出来。
估计整个灯做出来 ...

强度够的情况下，壳子尽量薄一点，比你三者都一体的减重效果明显的多。

MrNewin

简易人383 发表于 2016-10-21 13:54
好吧，是我多想了，抱歉