LED燈泡拆解:究竟用了怎樣的LED驅動?

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LED燈泡拆解:究竟用了怎樣的LED驅動？

秩名 發表於 2013-03-07 09:13:49

LED燈泡的價格正在下降。一年前，你可能要花50美元購買相當於60W的飛利浦可調光式LED燈，而現在去百思買購買一個8W、800流明，相當於60W的自有品牌Insignia燈，只要17美元。LED燈泡設計究竟有哪些變化推動了價格的下降？拆解讓我們能夠一窺LED照明的設計趨勢，例如LED在燈泡內如何放置的，以及採用了什麼驅動器架構。

Insignia球形燈的外觀和節能燈類似，增加了三個金屬散熱片，並且用塑料燈球替代了玻璃燈球（圖1）。

燈泡的調光功能對美國市場來說是個相當重要的功能。我用過Lutron Maestro調光開關，配備了可編程的調光控制，並且和節能燈做了逐項的對比。Insignia調光一致且平滑，調光也類似於節能燈。

下一步就是觀察燈球內部結構，看看LED是如何安裝在裡面的。圖2中，塑料燈球罩已經用Dremmel工具拆下，可以看到裡面6顆Cree的白色LED，照亮燈泡的光混合腔，確保照明的均勻度，防止光像素化。LED安裝在金屬片上，金屬片一面支撐了LED，一面支撐著散熱片。

光混合腔的底部是紙片般薄的鋁反光片，能夠將光向上並向燈泡外反射。

這款燈泡的所有電子部件都在燈底座的鏡面下，是獨立且包裹著的部件。

去掉封膠，就能看到電子部件安裝在兩個獨立的pc板上，緊貼彼此。圖3是兩款獨立的pc板，挨著燈泡及底座。

為方便對比，圖4所示是一年前拆解的LED燈的驅動電路。不僅包裝與現在的不同，可以看到其電子部件也更多。例如舊的設計使用了3個電解電容和一個很大的變壓器。

圖5所示，2個不同代的驅動器並列擺放：Insignia的驅動器是2個相對較小的板子。這引出了一個問題：燈泡用了什麼樣的LED驅動IC？為什麼能採用這麼小的驅動器？

圖6則回答了這個問題：極小的IC上的「SUL B」說明這款產品是德州儀器的LM3445.沒有變壓器，說明LED驅動器設計是非隔離式的。

非隔離燈泡已有先例：白熾燈泡的設計本身就是非隔離。如果你打破了插在底座上的白熾燈泡玻璃，就能直接接觸交流電線路。顯然，非隔離設計能夠完全兼容UL規格。（雖然非隔離AC-DC LED驅動器的設計可以既安全又符合UL規格，但請記住，在實驗室開發和測試一個非隔離的離線LED驅動器需要注意安全程序。）

要想弄清楚LED驅動電路設計的具體情況，我們可以查看德州儀器的應用筆記AN 2061 LM3445 A19 Edison Retrofit Evaluation Board（PEF）裡的降壓直流轉換器，原理圖見圖7。

為了將所有LED驅動電路塞進底座，Insignia的設計師放棄單片矩形板，將其分廠兩片圓形的PC板（見圖 3）以適應燈泡底部空間，並且與LED物理分離。唯一深入燈泡的線纜是低功耗直流線纜，電壓在8–9V左右。更多關於調光控制性能的細節和照片可以在這裡看到。

總結

將Cree LED放在三片燈泡表面的散熱片上。這樣就能快速散去熱量，保證熱量不會影響電源電子器件。

強制LED燈泡兼容與白熾燈相同的外殼，便能迫使電源控制電子器件不超出小巧的底座。

採用非隔離式降壓型拓撲結構降低部件數量。更少的部件意味著更低成本、更小尺寸以及更高的可靠性。

Insignia是目前市面上性價比最好的LED燈泡之一。

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