在某電商平臺看到在賣的 LED 燈泡,價格令人震驚,1 元包郵!
這郵費都不夠吧!好奇做到這價格,究竟是什么用料,什么做工。于是買回來,就為了看看里面的電路。幾天后到貨了,包裝比較簡陋,快遞單直接貼在燈泡小紙盒上。不過我挺喜歡這種環(huán)保的方式。
拆開包裝,拿在手上的燈泡輕飄飄的,外表面看起來有點廉價,不過這個價格不能再要求什么了。
另一個角度的擺拍。
拆開燈罩,電路板露出來了。
把電路板摳出來,可以看到市電 220V 通過兩根白線直接連接到電路板上。線沒有區(qū)分顏色,因為對電路板來說,火線零線可以互換,原因后面會說到。
一開始我以為這么便宜的 LED 燈,應(yīng)該用的是阻容降壓的電源驅(qū)動方案,那么電路板的背面會藏著一個大大的 CBB 電容。下圖就是某一款使用阻容降壓電源驅(qū)動方案的 LED 燈,棕紅色的是 CBB 電容,確實是大大的。
然而這款一元包郵的燈,電路板背面空空蕩蕩的,啥也沒有。
整個驅(qū)動電路就是這么簡潔!究竟是用什么方案做的呢,下面對這款 LED 燈的驅(qū)動電路進行分析。
電路說明
先放上電路板高清大圖,PCB 走線都清晰可見:(單獨打開照片可放大看細節(jié))
對應(yīng)的電路圖:
實物與電路的對應(yīng)關(guān)系:
原理分析
1、火線零線
這個 LED 日光燈泡接入家里的市電使用。市電通過兩根線來傳輸,一根火線,一根零線。
市電即常稱的 220V 電,波形公式為:u=311sin(wt),波形長這樣:
可以看出,日常中常說的 220V,其實是有效值。
峰值要高得多,達到了 220 x √2 = 311V。(峰值=有效值的√2 倍)峰峰值要再翻倍,達到 311 x 2 = 622V!(峰峰值=峰值 x2)這么一說是不是感覺很嚇人,要知道人體安全電壓是不超過 36V。
2、整流橋
DB1 的型號是 MB10F,是常用的整流橋堆,它由 4 個二極管組成。利用二極管的單向?qū)щ娦裕梢郧擅畹匕?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1534490.html">交流電變?yōu)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1534453.html">直流電。
在交流電的正半周時,電流方向:
在交流電的負半周時,電流方向:
經(jīng)過整流橋這么一整,LED1 陽極的波形變?yōu)閱蜗虻闹绷麟?,原來的負半周全部變成了正的?/p>
把火線和零線接到整流橋的位置互換一下位置,可以發(fā)現(xiàn)輸出的波形還是一樣,這就是火線和零線可以互換的原因。
3、LED 燈
整流橋出來是 LED 燈串,由 9 個 LED 燈串接而成。
L
ED 燈的型號大致為“2835”,即尺寸為 2.8mm*3.5mm,具體型號不詳。
按照一個 LED 燈正向?qū)▔航禐?3V 來計算,9 個 LED 燈總的壓降為:
3 x 9 = 27V
所以整流橋出來后的電壓最高值 311V,經(jīng)過 LED 燈串后,到達限流芯片 U1 的電壓為:
311 - 27 = 284V
注意這里的電壓最高值 311V 沒有考慮允許的電網(wǎng)電壓波動,也考慮上的話,最高電壓要再上浮 10%。
4、限流芯片
限流芯片 U1,即單通道恒流 LED 控制芯片,型號是 RM9003B。
這個芯片內(nèi)置 600V 高壓 MOS,功能框圖如下:
芯片 U1 的工作原理是:在輸入電壓變化(除 LED 燈串之外的剩余電壓)引起芯片兩端所承載的電壓波動時,維持恒定的電流,承擔(dān)電路中的剩余功率。并且當溫度過高時自動降低輸出電流,以降低承載的功率。
恒流值通過電阻 RS1 設(shè)定,計算公式為:
恒流值 If = 0.6 / RS1
所以恒流值 If = 0.6 / 18 = 0.033A,即 33mA
分析一下芯片 U1 承載的功率:
當整流后電壓為 311V 時,U1 承受的電壓為 311 - 27 = 284V,承擔(dān)的瞬時功率為:284 x 0.033 = 9.372 瓦。
當整流后電壓為 37V 時,U1 承受的電壓為 37-27 = 10V,承擔(dān)的瞬時功率為:10 x 0.033 = 0.33 瓦。
當整流后的電壓小于 27V 時,LED 燈串正向?qū)▔航抵辽贋?27V,故不能導(dǎo)通,芯片 U1 承擔(dān)的瞬時功率為 0。
有意思的是,芯片 U1 的數(shù)據(jù)手冊里寫道:“建議芯片功耗小于 1.5W”,相對來說,這個燈泡實際的設(shè)計值有點大啊。
另外電容 C1 的容值不詳,猜測是用來吸收燈泡上電瞬間的沖擊,令 U1 開關(guān)更平緩。
行文至此,電路分析完畢!
總結(jié)
文章通過拆解一元包郵的 LED 燈泡,詳細分析了采用 RM9003B 單通道恒流驅(qū)動芯片的 LED 燈電源驅(qū)動方案。
以上為純理論分析,沒有經(jīng)過實際測量,歡迎大家批評指正。
那么問題來了,一元包郵這么便宜,會有什么問題嗎?
?
這里就不展開討論各種 LED 燈電源驅(qū)動方案的照明效果、壽命、成本等的優(yōu)劣了,歡迎大家留言討論!