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淘宝 24W LED灯芯拆解 并附恒流源电路分析

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发表于 2018-12-25 11:34 | 显示全部楼层 |阅读模式

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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。 淘宝.jpg
1.jpg
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。
————————————————————————————————
2.jpg

中间圆的是电路板,周围是LED灯珠
4.jpg


灯板上丝印:灯珠规格 2835
淘宝搜索参数如下:
2835灯珠.jpg
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。
———————————————————————
电路板和硬币合拍照
1.jpg

麻雀虽小,五脏俱全。

1.jpg
这玩意,都不需要用万用表跑线,线路板上走线十分清晰。
1看图王.jpg
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。
777777777.jpg
用肉眼看着,就可以把电路图画出来。
————————————————————————————————————

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
PWM.jpg
跟我跑线的电路几乎一摸一样。
2222222222看图王_看图王.jpg
在板子上的接线如下
pwm引脚.jpg
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。
————————————————————————————
把电路捋顺了,如下图




————————————————————————————————
下面开始一个一个分析。
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。

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
伏安特性.JPG

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。

————————————————————————————————
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

2222222222看图王_看图王.jpg

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:
1.jpg
mos导通时,线路图如上。D1隔离。不起作用。
电感电压-右+,电感储能,同时电容被充电。
-------------------------------------
2.jpg
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,+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。

————————————————————————————
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。



本文由 ER2039 原创或被授权转载制作,其他机构或个人未经许可严禁转载。

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 楼主| 发表于 2018-12-25 18:38 | 显示全部楼层
长安长 发表于 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 ...

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。
不起眼 毫无价值的小家电,里面的知识含金量极高。

点评

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  详情 回复 发表于 2019-1-17 01:53
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发表于 2018-12-25 17:49 来自手机 | 显示全部楼层
造化钟神秀

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发表于 2018-12-25 18:32 | 显示全部楼层
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

点评

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,  详情 回复 发表于 2018-12-25 18:38
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发表于 2018-12-26 10:30 | 显示全部楼层
非常棒的文章!赞赞赞!!!!!!!!!!!!

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发表于 2018-12-26 10:39 | 显示全部楼层
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

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发表于 2018-12-31 19:35 | 显示全部楼层
楼主的维修分析水平真是不错

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发表于 2019-1-9 10:47 | 显示全部楼层
楼主的维修分析水平真是不错

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发表于 2019-1-17 01:53 | 显示全部楼层
ER2039 发表于 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 ...

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

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发表于 2019-1-19 10:58 | 显示全部楼层
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。

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