停电逼出的旧露营灯改造功耗减半、亮度还能稳住

我先定位这篇改造记录的原帖，确认具体型号与实测数据。

找到了，原文是 ADI 工程师 Simon Bramble 的技术文章；我会读中英文两个版本，以拿到完整参数。

核心数据已齐，我先核算改造前后的功率和效率，以便让对比更有说服力。

这是一次被停电逼出来的电路改造，作者是 ADI 工程师 Simon Bramble。他住在英国乡下小路旁，每年大约停电五次，夜里整栋房子一片黑。车库里一盏积灰的旧露营灯被翻出来，装进四节全新的 D 型电池，只能亮几个小时，而且越用越暗，最后彻底熄灭。拆开一看问题很清楚：所有 LED 是并联的，电池靠四只 7.5Ω、3W 的大电阻直接限流，大部分电都变成了电阻上的热。他的改法是拆掉这四只电阻，用 LTC3115-2 升降压转换器把输出稳在 3.3V 直接驱动 LED，再用 “自举” 把输入欠压锁定绕过去。结果在台式电源 5.90V 下，输入电流从 320mA 降到约 160mA，正好减半，输入功率从 1.89W 降到 0.94W，而亮度从头到尾保持不变。

一、改造前后，差在哪

项目	改造前	改造后
驱动方式	电池经 4 只 7.5Ω/3W 电阻限流，直接驱动并联 LED	LTC3115-2 升降压，输出 3.3V 直接驱动 LED
输入电流（5.90V 台电）	320mA	约 160mA
输入功率（粗算）	1.89W	0.94W
电阻发热	明显烫手	已拆除，无此损耗
亮度随电量变化	逐渐变暗直到熄灭	恒定，直到电池耗尽
电池可用放电深度	受 LED 正向压降限制	可放电到更低电压（靠升压维持）
续航	数小时后变暗	电流减半，理论上翻倍以上

二、原设计为什么这么费电

旧灯的内脏很简单：LED 全并联，电池正极经过四只 7.5Ω、3W 的功率电阻，再接到 LED。LED 两端实测 3.2V，电池是四节 D 型可充电池，满电约 4.8V（新碱性电池约 6V）。

问题就出在那 2.7V 的压差上。电阻限流的本质是 “把多余电压烧掉”：

压差 = 电池电压 − LED 电压 = 5.9 − 3.2 = 2.7V
这部分功率全部以热的形式散掉
电池越新、电压越高，浪费越多
电池放电到 3.2V 附近，LED 就再也点不亮，剩下的电量全废

粗算一下：输入 1.89W，假设 LED 实际拿到约 0.85W（3.2V、约 265mA 的量级），系统效率只有约 45%。改完以后同样的亮度只需要 0.94W，效率接近 90%。这是一次典型的 “把串联电阻换成开关电源” 的收益。

三、为什么选升降压，而不是简单降压

按纸面算，四节电池最低约 4V，高于 LED 的 3.2V，一颗降压芯片就够。但实际有两个变数：

带载后电压会塌。 电池内阻加上大电流，端电压会瞬间掉到 3.2V 以下。
可充电池放到 1V / 节。 四节串起来就是 4V，再深放一点就低于 LED 正向压降。

升降压的好处是 “上下通吃”：电池高于 3.3V 时降压，低于 3.3V 时升压，亮度不掉。所以作者选了 LTC3115-2—— 输入耐压 40V，评估板 DC2119A 直接塞进灯壳里。

四、电路关键参数

元件	参数	作用
U1	LTC3115-2（LTC3115EDHD-2）	升降压主控，40V 输入
L1	10µH	储能电感
R1 / R2	590kΩ / 249kΩ	反馈分压，设定 VOUT≈3.3V
R3 / R4	15kΩ / 137kΩ	环路补偿
C3	100µF	电池跌落后维持 VIN
D1 / D2	1N5819（肖特基）	启动路径 / 自举路径
C1、C2	0.1µF	自举飞跨电容
C6 / C14	47µF	输入输出滤波
R7	47.5kΩ	RUN 引脚上拉 / 分压

调试顺序也很工程化：先拆电阻，用台式电源直接给 LED 供电，慢慢调电压找到最佳亮度（约 3.3V），再把转换器输出定在 3.3V 接上去。先定负载需求，再定电源输出，避免 “先做完电路再猜亮度”。

五、翻车点：亮十分钟就开始闪

第一次接电池，满亮度亮着，十分钟后 LED 开始闪。原因不复杂：电池电压跌到 2.4V，触发 LTC3115-2 的输入欠压锁定（UVLO），芯片复位；灯灭，负载消失，电池电压回弹；芯片重启，灯又亮 —— 如此循环。这种现象有个专门的名字：motorboating（汽船噪声），名字来自早期便携音频放大器负载反复通断时喇叭发出的 “噗噗” 声。

六、自举怎么把这个问题解决掉

关键动作是把 VIN 和 PVIN 分开供电：

PVIN 给功率级（内部 FET 和电感）供电，电流大。
VIN 只给内部控制电路供电，电流很小（静态约 6mA）。
D2（1N5819） 把 VIN 接到 VOUT，实现 “自举”：输出电压反过来养输入引脚。
D1（1N5819） 从 PVIN 接 VIN，保证启动瞬间 VOUT 还是 0V 时芯片能起来。
C3（100µF） 在电池电压短时跌落时托住 VIN。

效果是：电池电压塌到 2.4V 以下，VIN 依然被 VOUT 顶着，芯片不复位，灯继续亮；直到 PVIN 掉到约 1.1V（RUN 引脚阈值），芯片才真正关机。示波器上能看到 PVIN（黄）大幅塌陷，VIN（粉）被 C3 和 D2 稳稳托住，最后才一起归零。

七、实测对比

测试条件	原电阻电路	LTC3115-2 电路
台电电压	5.90V	5.90V
输入电流	320mA	约 160mA
输入功率	1.89W	0.94W
电阻温度	明显发热	不适用（已拆除）
电压下降时亮度	跟着变暗	保持恒定
电池深放表现	3.2V 附近熄灯	可继续放电，靠升压维持

一个容易被忽略的收益：因为能升压，电池可以放到更低电压才关机，实际续航不止 “电流减半” 带来的两倍，可能更多。这取决于电池类型和截止阈值。

八、想照着改，要注意这几件事

评估板不是量产方案。 DC2119A 体积大、成本高，塞进灯壳属于 “能用”；真要量产得自己画板，成本和体积都能降一个量级。
热设计别忽略。 开关电源效率高不等于不发热，电感选型、PCB 铜箔面积、密闭灯壳内的温升都要算。
电池类型要匹配。 四节 NiMH 放到 1V / 节属于深放，循环寿命会受影响；如果换成锂电，保护板和欠压阈值要重新设计。
自举别乱接。 D2 从 VOUT 到 VIN 的前提是 VIN 电流很小；如果 VIN 还带其他负载，这条路径会倒灌。
安全边界。 这是低压 DIY，但拆电池、改线、长时间无人值守点亮都有风险，密闭空间里别用劣质电芯。

九、这套思路还能用在哪

应急照明。 停电时最怕 “越用越暗”，恒压 / 恒流驱动能让亮度稳定到最后一刻。
电池供电的 IoT 设备。 升压把电池余量榨干，等效延长更换周期。
旧设备改造。 凡是 “电阻限流 + 并联 LED” 的老设计，换成开关恒流几乎都有收益。
家用小 UPS。 同一作者还写过用类似思路给 Wi-Fi 路由和电话供电的方案，逻辑一致。

结论： 这次改造的技术含量不在 “换了一颗芯片”，而在三个判断：看穿了电阻限流是主要损耗、选对了升降压拓扑覆盖电池全电压区间、用自举解决了 UVLO 复位导致的闪烁。320mA 到 160mA，是 50% 的电流；1.89W 到 0.94W，是接近一半的功率；亮度还更稳 —— 这才是 “功耗减半” 的完整含义。

【相关 FAQ】

问题 1：这盏旧露营灯改造后功耗到底降了多少？

回答 1：在台式电源 5.90V 条件下，旧露营灯改造前输入电流 320mA、输入功率约 1.89W，改造后输入电流约 160mA、输入功率约 0.94W，功耗正好减半，而亮度保持不变，这就是 “旧露营灯功耗减半” 的核心结果。

问题 2：停电逼出的旧露营灯改造，为什么原来那么费电？

回答 2：因为原设计把 LED 全部并联，用四只 7.5Ω、3W 的电阻直接限流，电池与 LED 之间 2.7V 的压差全被电阻烧成热；停电逼出的这次旧露营灯改造拆掉了这四只电阻，换成 LTC3115-2 升降压直驱 3.3V，才把功耗减半。

问题 3：旧露营灯改造为什么选升降压芯片而不是普通降压？

回答 3：四节 D 型电池满电约 4.8V、带载会塌到 3.2V 以下，放到 1V / 节时整组只有 4V，普通降压在电池电压低于 LED 正向压降时就带不动；旧露营灯改造用 LTC3115-2 升降压，电池高于 3.3V 时降压、低于 3.3V 时升压，才能做到功耗减半且亮度恒定。

问题 4：旧露营灯改造后为什么亮了十分钟就开始闪？

回答 4：因为电池电压跌到 2.4V 触发了 LTC3115-2 的输入欠压锁定，芯片复位、灯灭、负载消失、电压回弹、芯片重启，形成 motorboating 振荡；旧露营灯改造通过把 VIN 自举到 VOUT 并加 100µF 电容，才消除了这个闪烁问题。

问题 5：旧露营灯改造里的 “自举” 具体是怎么接的？

回答 5：旧露营灯改造把 PVIN（功率级供电）和 VIN（控制级供电）分开，用 1N5819 二极管 D2 把 VIN 接到 VOUT 实现自举，再用 D1 从 PVIN 接 VIN 保证启动，C3（100µF）在电池跌落后托住 VIN；这样即使电池低于 2.4V，芯片也不复位，功耗减半的优势才真正落地。

问题 6：旧露营灯改造后，电池续航能延长多少？

回答 6：输入电流从 320mA 降到 160mA，仅这一项就让续航理论翻倍；旧露营灯改造还靠升压把电池放电到更低电压（PVIN 约 1.1V 才关机），实际可用容量比原来更多，所以续航提升通常不止两倍，具体取决于电池类型与截止阈值。

问题 7：普通人能照着做这个旧露营灯改造吗？

回答 7：能，但要有基本的焊接与调试能力。旧露营灯改造用的是低压电路，风险主要在电池与发热：评估板体积大、成本高不适合量产，密闭灯壳内要算温升，四节 NiMH 深放会影响循环寿命，改锂电还要重设保护与欠压阈值。

【参考资料】

[2026-11-09]（停电逼出的神仙改造，旧露营灯功耗减半全记录）电子工程专辑
[2026-11-09]（Bootstrapped Buck-Boost Converter Keeps the Lights on for Longer）Analog Devices
[2026-08-12]（Bootstrapped Buck-Boost Converter Keeps LEDs on Longer）Electronic Design

【免责声明】

本文依据 ADI 工程师 Simon Bramble 的公开技术文章及其中文版整理，电流、功率数据来自文中台电实测（5.90V 输入）；效率与 LED 电流为按 3.2V 亮度不变的量级估算，非原文实测值。DIY 改造涉及电池、焊接与用电安全，请勿在无人值守或密闭环境中使用劣质电芯，操作风险由实施者自行承担。文中内容不构成任何产品或投资建议。

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