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一元包郵的家用LED日光燈泡,究竟是怎么做到的?

2020/04/08
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在某電商平臺(tái)看到在賣(mài)的 LED 燈泡,價(jià)格令人震驚,1 元包郵!

這郵費(fèi)都不夠吧!好奇做到這價(jià)格,究竟是什么用料,什么做工。于是買(mǎi)回來(lái),就為了看看里面的電路。幾天后到貨了,包裝比較簡(jiǎn)陋,快遞單直接貼在燈泡小紙盒上。不過(guò)我挺喜歡這種環(huán)保的方式。

拆開(kāi)包裝,拿在手上的燈泡輕飄飄的,外表面看起來(lái)有點(diǎn)廉價(jià),不過(guò)這個(gè)價(jià)格不能再要求什么了。

另一個(gè)角度的擺拍。

拆開(kāi)燈罩,電路板露出來(lái)了。

把電路板摳出來(lái),可以看到市電 220V 通過(guò)兩根白線直接連接到電路板上。線沒(méi)有區(qū)分顏色,因?yàn)閷?duì)電路板來(lái)說(shuō),火線零線可以互換,原因后面會(huì)說(shuō)到。

一開(kāi)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(dòng)方案,那么電路板的背面會(huì)藏著一個(gè)大大的 CBB 電容。下圖就是某一款使用阻容降壓電源驅(qū)動(dòng)方案的 LED 燈,棕紅色的是 CBB 電容,確實(shí)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(méi)有。

整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路就是這么簡(jiǎn)潔!究竟是用什么方案做的呢,下面對(duì)這款 LED 燈的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行分析。

電路說(shuō)明

先放上電路板高清大圖,PCB 走線都清晰可見(jiàn):(單獨(dú)打開(kāi)照片可放大看細(xì)節(jié))

對(duì)應(yīng)的電路圖

實(shí)物與電路的對(duì)應(yīng)關(guān)系:

原理分析

1、火線零線

這個(gè) LED 日光燈泡接入家里的市電使用。市電通過(guò)兩根線來(lái)傳輸,一根火線,一根零線。

市電即常稱(chēng)的 220V 電,波形公式為:u=311sin(wt),波形長(zhǎng)這樣:

可以看出,日常中常說(shuō)的 220V,其實(shí)是有效值。

峰值要高得多,達(dá)到了 220 x √2 = 311V。(峰值=有效值的√2 倍)峰峰值要再翻倍,達(dá)到 311 x 2 = 622V?。ǚ宸逯?峰值 x2)這么一說(shuō)是不是感覺(jué)很?chē)樔?,要知道人體安全電壓是不超過(guò) 36V。

2、整流橋

DB1 的型號(hào)是 MB10F,是常用的整流橋堆,它由 4 個(gè)二極管組成。利用二極管的單向?qū)щ娦?,它可以巧妙地?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(shí),電流方向:

在交流電的負(fù)半周時(shí),電流方向:

經(jīng)過(guò)整流橋這么一整,LED1 陽(yáng)極的波形變?yōu)閱蜗虻闹绷麟?,原?lái)的負(fù)半周全部變成了正的:

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(lái)是 LED 燈串,由 9 個(gè) LED 燈串接而成。

L

ED 燈的型號(hào)大致為“2835”,即尺寸為 2.8mm*3.5mm,具體型號(hào)不詳。

按照一個(gè) LED 燈正向?qū)▔航禐?3V 來(lái)計(jì)算,9 個(gè) LED 燈總的壓降為:

3 x 9 = 27V

所以整流橋出來(lái)后的電壓最高值 311V,經(jīng)過(guò) LED 燈串后,到達(dá)限流芯片 U1 的電壓為:

311 - 27 = 284V

注意這里的電壓最高值 311V 沒(méi)有考慮允許的電網(wǎng)電壓波動(dòng),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(hào)是 RM9003B。

這個(gè)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(dòng)時(shí),維持恒定的電流,承擔(dān)電路中的剩余功率。并且當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)自動(dòng)降低輸出電流,以降低承載的功率。

恒流值通過(guò)電阻 RS1 設(shè)定,計(jì)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(dāng)整流后電壓為 311V 時(shí),U1 承受的電壓為 311 - 27 = 284V,承擔(dān)的瞬時(shí)功率為:284 x 0.033 = 9.372 瓦。

當(dāng)整流后電壓為 37V 時(shí),U1 承受的電壓為 37-27 = 10V,承擔(dān)的瞬時(shí)功率為:10 x 0.033 = 0.33 瓦。

當(dāng)整流后的電壓小于 27V 時(shí),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(shí)功率為 0。

有意思的是,芯片 U1 的數(shù)據(jù)手冊(cè)里寫(xiě)道:“建議芯片功耗小于 1.5W”,相對(duì)來(lái)說(shuō),這個(gè)燈泡實(shí)際的設(shè)計(jì)值有點(diǎn)大啊。

另外電容 C1 的容值不詳,猜測(cè)是用來(lái)吸收燈泡上電瞬間的沖擊,令 U1 開(kāi)關(guān)更平緩。

行文至此,電路分析完畢!

總結(jié)

文章通過(guò)拆解一元包郵的 LED 燈泡,詳細(xì)分析了采用 RM9003B 單通道恒流驅(qū)動(dòng)芯片的 LED 燈電源驅(qū)動(dòng)方案。

以上為純理論分析,沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量,歡迎大家批評(píng)指正。

那么問(wèn)題來(lái)了,一元包郵這么便宜,會(huì)有什么問(wèn)題嗎?

?

這里就不展開(kāi)討論各種 LED 燈電源驅(qū)動(dòng)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!

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