LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

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所属分类:整机电路

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

在某电商平台看到在卖的LED灯泡,价格令人震惊,1元包邮!

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

这邮费都不够吧!

好奇做到这价格,究竟是什么用料,什么做工。于是买回来,就为了看看里面的电路。

 

几天后到货了,包装比较简陋,快递单直接贴在灯泡小纸盒上。不过我挺喜欢这种环保的方式。

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

拆开包装,拿在手上的灯泡轻飘飘的,外表面看起来有点廉价。

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

另一个角度的摆拍。

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

拆开灯罩,电路板露出来了。

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

把电路板抠出来,可以看到市电220V通过两根白线直接连接到电路板上。线没有区分颜色,因为对电路板来说,火线零线可以互换,原因后面会说到。

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

一开始我以为这么便宜的LED灯,应该用的是阻容降压的电源驱动方案,那么电路板的背面会藏着一个大大的CBB电容。

下图就是某一款使用阻容降压电源驱动方案的LED灯,棕红色的是CBB电容,确实是大大的。

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

然而这款一元包邮的灯,电路板背面空空荡荡的,啥也没有。

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

整个驱动电路就是这么简洁!

究竟是用什么方案做的呢,下面对这款LED灯的驱动电路进行分析。

 

、电路说明:

先放上电路板高清大图,PCB走线都清晰可见:(单独打开照片可放大看细节)

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

对应的电路图:

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

实物与电路的对应关系:LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

、原理分析:

1、火线零线。

这个LED日光灯泡接入家里的市电使用。市电通过两根线来传输,一根火线,一根零线。

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

市电即常称的220V电,波形公式为:u=311sin(wt),波形长这样:

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

可以看出,日常中常说的220V,其实是有效值。

峰值要高得多,达到了220 x √2 = 311V。(峰值=有效值的√2倍)

峰峰值要再翻倍,达到311 x 2 = 622V!(峰峰值=峰值x2)

这么一说是不是感觉很吓人,要知道人体安全电压是不超过36V

 

2、整流桥。

DB1的型号是MB10F,是常用的整流桥堆,它由4个二极管组成。利用二极管的单向导电性,它可以巧妙地把交流电变为直流电。

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

在交流电的正半周时,电流方向:

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

在交流电的负半周时,电流方向:

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

经过整流桥这么一整,LED1阳极的波形变为单向的直流电,原来的负半周全部变成了正的:

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

把火线和零线接到整流桥的位置互换一下位置,可以发现输出的波形还是一样,这就是火线和零线可以互换的原因。

 

3、LED灯。

整流桥出来是LED灯串,由9个LED灯串接而成。

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

LED灯的型号大致为“2835”,即尺寸为2.8mm*3.5mm,具体型号不详。

按照一个LED灯正向导通压降为18V来计算,9个LED灯总的压降为:

18 x 9 = 162V

所以整流桥出来后的电压最高值311V,经过LED灯串后,到达限流芯片U1的电压为:

311 - 162 = 149V

注意这里的电压最高值311V没有考虑允许的电网电压波动,也考虑上的话,最高电压要再上浮10%。

 

4、限流芯片。

限流芯片U1,即单通道恒流LED控制芯片,型号是RM9003B。

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

 

这个芯片内置600V高压MOS,功能框图如下:

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

芯片U1的工作原理是:在输入电压变化(除LED灯串之外的剩余电压)引起芯片两端所承载的电压波动时,维持恒定的电流,承担电路中的剩余功率。并且当温度过高时自动降低输出电流,以降低承载的功率。

恒流值通过电阻RS1设定,计算公式为:

恒流值If = 0.6 / RS1

所以恒流值If = 0.6 / 18 = 0.033A,即33mA

 

取三个点分析一下芯片U1承载的功率:

  • 当整流后电压为311V时,U1承受的电压为311 - 162 = 149V,承担的瞬时功率为:149 x 0.033 = 4.917瓦
  • 当整流后电压为200V时,U1承受的电压为200-162 = 38V,承担的瞬时功率为:38 x 0.033 = 1.254瓦
  • 当整流后的电压小于162V时,LED灯串正向导通压降至少为18 x 9 = 162V,故不能导通,芯片U1承担的瞬时功率为0

 

芯片U1的数据手册里写道:“建议芯片功耗小于1.5W”,那我们来算一下它的平均功耗,看看是否在建议值以内。

经过整流桥DB1整流,LED1阳极的电压波形如下:

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

电压在162V以上时,LED灯串导通并点亮发光,对一个波峰来说,此时弧度在0.5482.594之间。

经过整流桥整流,再经过LED灯串后,到达芯片U1的电压被削去了162V,此时波形如下:

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

根据波形图,列出其电压平均值计算式为:

LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

最后算得电压平均值Uav = 63.55V。

故芯片U1的平均功耗为63.55 x 0.033 = 2.1瓦,超出了数据手册建议的1.5W

 

另外电容C1的容值不详,猜测是用来吸收灯泡上电瞬间的冲击,令U1开关更平缓。

行文至此,电路分析完毕!

 

、总结:

文章通过拆解一元包邮的LED灯泡,详细分析了采用单通道恒流驱动芯片RM9003B的LED电源驱动方案。

以上为纯理论分析,没有经过实际测量,欢迎大家批评指正。

关于成本,从一些渠道了解到做出该方案的LED灯泡成品,加上包装盒,总成本确实在1元以下,amazing!

那么问题来了,这么便宜,会有什么问题吗?LED灯泡:超低成本的LED恒流驱动电路

欢迎大家讨论!


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