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标题: 淘宝 24W LED灯芯拆解 并附恒流源电路分析 [打印本页]
作者: ER2039 时间: 2018-12-25 11:34
标题: 淘宝 24W LED灯芯拆解 并附恒流源电路分析
淘宝 24W LED灯芯，9.4元包邮，买了2个。换掉家里的老式LCD荧光灯。
发现其电路十分简单。但跟我们经常理解的开关电源，有天壤之别。
拆一个，跑一下线，分析一下电路。
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中间圆的是电路板，周围是LED灯珠
灯板上丝印：灯珠规格 2835
淘宝搜索参数如下：
工作电压 3V
线路板上一共24颗
工作电压72V。
走线跟迷宫一样，首尾串联。
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电路板和硬币合拍照
麻雀虽小，五脏俱全。
这玩意，都不需要用万用表跑线，线路板上走线十分清晰。
其中有一颗贴片电阻104，比较隐蔽，藏在输出电容的下面。
与电容并联。
用肉眼看着，就可以把电路图画出来。
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PWM芯片型号PT4501C百度搜参数如下：
PT4501C
百度参数如下：
产品特点：
- 高压单芯片集成500V 功率管，稳定性高
- BOM 业内最精简，外围仅8 个元件
- 电感电流准谐振模式(QR)，降低开关损耗
- 带载最高18W，效率最高可达93%
- +/-3%电流精度
- 优异的线性调整率，负载调整率和温度特性
- LED 开路保护
- LED 短路保护
- 芯片供电欠压保护
- 过温保护
- 支持SOP-8\TO92-L\SOT23-3
内部原理框图和应用电路如下
跟我跑线的电路几乎一摸一样。
在板子上的接线如下
4脚是芯片主供电，应该是300V进芯片内部，转换出来的。
4脚是MOS管D极，5678为S极，接了检测电流的2.2小电阻。
G极在芯片内部，由电流模块控制。
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把电路捋顺了，如下图
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下面开始一个一个分析。{:mocs_20:}
初次接触LED供电电路，我看了电路图，顿时懵逼了
变压器哪里去了，后级反馈呢？光耦，TL431跑哪里去了？
通过查百度，反复学习，大概知道了一点。
咱们平时见到的开关电源，PWM电路，那都是恒压源。
比如最典型的CPU供电，它的目的是产生一个恒定的电压，
不管电流如何变化，cpu核心供电必须一直保持在1.14V。
恒流源跟这个恰恰相反，它的目的是产生一个恒定的电流，
而不管电压如何来回晃动。{:mocs_11:}
恒流源最典型的应用，就是这个LED灯具。
包括显示器LED背光灯电路。也是如此。
LED灯珠，就是发光二极管。
这是二极管伏安特性曲线
电压与电流的关系，非线性。
这线十分陡峭。横线是电压，变化了一小段，反应到电流上，
这个变化量非常吓人。已经严重不成比例。
打个比方，电压增加了0.1v，电流有可能增大了10倍。
这个电流，很可能直接烧毁LED二极管。
如果采用恒压源，这将是十分难以控制的。
再稳定的恒压源，也是有轻微波动的。
像我们的ATX电源，输出的电压，也是容许有±5%波动的。
另外一个重要原因，是这个曲线，它会漂移。跟温度有关。
LED灯珠假设电压恒定，但随着温度升高，这曲线会往左移动，
电流会增加。电流增加，温度再次升高，这是个恶性循环。
具体更专业的解释，我搜了一篇在百度文库
参考地址：
https://wenku.baidu.com/view/dd9eda3da98271fe910ef9ef.html
另外，现实中的LED灯珠，都是大量串联的。
所以，采取控制电流的方法，比较靠谱一点。
就控制这个电流，限定在LED烧毁的电流值以下。
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再看恒流源电路，就容易理解了。
它不关注电压。
甚至不需要后级电路。
所以上图中，那个类似变压器的，那其实不是变压器。
那就是1个线圈。只不过有4个引线柱。
那它如何控制电流？
我们知道，要想控制电流，就必须串联在电路中。
不可能接个电流表到电路中实时监测
其实取样的还是电压。
2R2的电阻，就是取样电阻。
开关管，电感，LED灯珠，取样电阻，是串在一起的。
一串蚂蚱。这个取样电阻，只要精密些，经过他的电流，会产生一个电压。
反馈到芯片中，和内部的基准作比较就可以了。
假设这电压高了，那说明LED电流大了，就控制开关管导通时间，短一些，让电感中的电流缓慢减少一些。
电压低了，反之。
说下电感：
电感L作用十分巨大。
利用的是电感的天生特性：电感中的电流无法突变。
因为电流无法突变，所以这个串联电路中的电流，只能缓慢的增或减，
就像无级变速一样，这样电流的波动，就变得可控，变得平滑。
可以让电流从3A变为3.1A，但是突然3A变为5A，是不可能的。
这样就使得LED电流的反馈调整电路，有了一定的反应时间，它可以控制这个电流的晃动。
让它变的可控制。
简单说下它的工作过程：
mos导通时，线路图如上。D1隔离。不起作用。
电感电压左-右+，电感储能，同时电容被充电。
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mos截止时，电感为了维持原来的电流大小和方向不变，
电感换向，左+右-，释放能量，顺着二极管D1，LED灯珠串子，形成回路。
LED灯继续发光。电流过渡平滑，亮度基本不变。
问：此时还需要尖峰脉冲吸收电路么？
不需要了啊.能量完全被灯珠子吸收了。呵呵 尖峰脉冲是因为能量无处释放，才加的。
此处恰恰相反，它需要能量。能量还可以释放掉。
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最后，关于104贴片电阻的作用，这个我也不是特别清楚。
去电子群和电子爱好者论坛上请教了一番，网友们给出的答案有以下几种我罗列出来，等以后搞清楚了，再说
1.用于高频滤波
2.D1坏掉时，防止电感和输出滤波电容之间出现谐振，产生很高电压，对灯珠造成损害
3.用于释放电容上的多余电荷。
.最后：这个电路叫非隔离型恒流源。所以灯珠上是有300V高压的，安装时，不要拆掉那个透明罩子。
作者: zepeng 时间: 2018-12-25 17:49
造化钟神秀
作者: 长安长 时间: 2018-12-25 18:32
突然感觉论坛里这类帖子能学到不少东西，没见过的东西
上次有个人发了个茶具炉维修，第一次认识尖峰脉冲吸收电路（没学过显示器维修，只学了笔记本，课上没讲过）
这次看你分析LED灯，知道了恒压源与恒流源，以及非隔离型恒流源，这些东西
作者: ER2039 时间: 2018-12-25 18:38
自从拆解小家电，我简直发现了一个大宝藏。
台机主板，笔记本，无非就是PWM电路，还有各种芯片信号的堆叠。
读图纸多了，索然寡味。翻来覆去都是那一套。
仔细想想，那个叫多，不叫复杂。
多变的电路，精巧的电路，就在小家电里面。
{:mocs_9:}不起眼 毫无价值的小家电，里面的知识含金量极高。
作者: cgiwei 时间: 2018-12-26 10:30
非常棒的文章！赞赞赞！！！！！！！！！！！！
作者: hjy958323726 时间: 2018-12-26 10:39
还真是高手中的高手，一个小小的LED都被你分析得那么厉害
作者: 稳得像泰山 时间: 2018-12-31 19:35
楼主的维修分析水平真是不错
作者: 无罪之宾 时间: 2019-1-9 10:47
楼主的维修分析水平真是不错
作者: 划破夜空 时间: 2019-1-17 01:53
这帖子写的，我明天上班，好好研究研究，尤其是尖峰吸收电路，我也不是很懂这个原理
作者: biuu 时间: 2019-1-19 10:58
厉害了，楼主分析的很棒，我得仔细研究，分析学习下。给楼楼点33个赞。
作者: KW2018 时间: 2019-1-22 22:05
电源设计还是很讲究的，这个LED的寿命只有在恒流源供电下才能用的久，原理楼主很好的总结了
作者: fengchenlong 时间: 2019-2-20 16:23
太牛了，图文并茂，好文章，学习了
作者: 芯维小春 时间: 2019-2-20 16:44
楼主的维修分析水平真是不错
作者: 1326249981 时间: 2019-2-22 21:18
楼主的维修分析水平真是不错,看来还是需要不断的学习啊
作者: xw69 时间: 2019-2-26 19:58
膜拜大佬厉害了，学习一下！谢谢分享
作者: zhoujiafeng 时间: 2019-2-28 00:17
楼主的维修分析水平真是不错!!!学习了。。
作者: hzyhzgw 时间: 2019-3-9 17:20
活学活用，电路讲穿也不神密，多看多思考多总结，方能举一反三，触类旁通，做到心中有数，遇“路”不茫，手到“路”修，好贴！双手举赞！
作者: 韩志清 时间: 2019-3-9 20:34
讲的真好，能不能加个好友没事教教我这样的菜鸟呢？大神
作者: ninib1979 时间: 2019-3-15 12:44
太棒咯，收藏研究下
作者: 18820985646 时间: 2019-3-20 09:27
多谢大佬分享，图文并茂，受益匪浅，
作者: tb123456 时间: 2019-3-20 21:21
太棒咯，收藏研究下
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