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本文分三个部分:
一、拆解测量一个网红的蓝魅LED筒灯,主控RM9003;
二、拆另一个以WS3441为主控的非隔离5WLED筒灯;
三、简单了解BUCK电路。
两个比较典型的非隔离驱动,观察其主要波形,并简单学习常用的降压(BUCK)电路。
一、以RM9003为主控的虚标LED筒灯
这个是2.2元4个的,标称5W
拆下灯罩
主板情况,使用了6个2835LED
使用了RM9003主控
全家福
铝基板
点亮情况
电路图
手册中没有相关进一步的说明,
设计指导中有确定LED个数的计算
恒流的确定也没有给出Vref
但从设计指导中给出的几个电路猜测为0.6V
测量了几个波形
芯片的D脚
芯片的CS脚
单个LED的两端还是比较平稳的,是高压LED
将RS增大到62欧姆
芯片的D脚
芯片的CS脚
单个LED的两端还是比较平稳的,是高压LED
对比测量情况
5个LED的压降180多伏
网上评价用一两个月就变成爆闪灯了,从电路参数看
I=600/36=16.7mA
单个LED的功率约为0.59W,整个灯的功率为3.54W,虚标严重。
若散热不良,肯定使用时间不会很长。
若电流控制在14mA,RS取42欧姆,加强散热,可以使用较长时间。
取RS=47欧姆进行测试,室温28度,点亮后一小时,金属灯罩的外沿温热,其顶部已明显感到很热了。
原装经过半小时后的情况:
二、拆以WS3441为主控的非隔离5WLED筒灯
这个是驱动和灯盘分离的,先看驱动
主板正面
元件细节
主控是WS3441 :一款高精度的LED 恒流控制芯片,应用于非隔离的降压型LED 电源系统,适合全范围的交流电压输入或者12V~500V 的直流电压输入。
其内部集成500V 功率MOSFET,只需要很少的外围元件,即可实现优异的恒流特性。
芯片内带有高精度的电流取样电路,同时采用了先进的恒流控制技术,实现高精度的LED 恒流输出和优异的线性调整率。
芯片工作在电感电流临界模式,系统输出电流不随电感量和LED工作电压的变化而变化,实现优异的负载调整率。
采用先进的源极驱动技术,芯片工作电流只有200uA,无需辅助绕组供电,简化设计,降低系统成本。
内部采用了独特的智能温度控制,可以轻易解决高温时灯闪的问题。
具有多重保护功能,包括LED 开路/短路保护、电流采样电阻短路保护和芯片过温保护。
背面
灯
拆开
是侧光的,有15个2835LED
15个是串联关系,低压LED
点亮
电路如下
手册中有电路图和恒流设定的说明
先测量一下,大概标出数据,不多说
芯片D脚,工作频率40kHz,占比0.18,理论输出为280*0.18=50.4V。
芯片SC脚,采样电压
LED负端对热地的情况
芯片工作电压
芯片2脚电压,与手册差不多
LED两端电压
纹波很大,但没有频闪。
灯罩升温情况
驱动升温情况
将其用3*1W的灯板测试如下
三、BUCK电路
BUCK电路也叫降压电路,通过PWM来控制输出电压Vo,Vo=Vi-Vl。
当使用:PWM控制开关时,Vo=Vi*D。其中D为:PWM的占空比。
图中:
电感L:可以将电能转换为磁能存储起来,也可以将磁能转换为电能进行释放。在整个电路中,需要注意到以下两点:
1 电感在进行储能与释放能量时,其极性会发生反向。
2 电感电流不能突变,其只能线性放大和减小。这个从电感的公式Ldi/dt=U就能看出来。
电容C:具备储能与释放能量的特点,与电感相反,其极性不会发生变化。
当外部电压大于电容电压时,其进行充电,当外部电压小于电容电压时,其开始放电。
在上面第二个LED驱动中,使用了这个电路,简化如下:
开关和L放在下面,这样的好处是方便使用NMOS管充当开关。
当开关闭合时,电流流向如下图
此时Vin为整个电路进行供电,二极管D截止,电感L将电能转换为磁能进行储能。其极性表现为右端正极,左端负极。
电容此阶段开始充电。电路输出电压Uout。电感两端的压差等于Vin- Vout。
当开关断开时,电流流向如下图
此时电感L相当于电池,对外进行放电。因为电感电流不能突变,所以流经电感的电流流向不变。极性发生变化,表现为右负左正。
此时二极管D起到了续流的作用。此时输出电压为Vout。
大概理解:
在开关闭合时,因为电感电流不能突变,其右端电势也只能随着电源供电储能,右端电势从0V逐渐升高,当升高至一定值以上时,
开关瞬间断开,停止输出电压的继续升高,此时输出电压略高于设定值。在开关断开后,电感开始释放能量,当右端输出电压低于一定时值,
开关再闭合,阻止输出电压的继续下降。来回反复的循环,使得输出电压始终保持在一定值上下轻微的波动,
而这种波动的压差可以理解为我们常说的纹波值。其可以通过调整输出电容的参数来降低纹波,保持稳定的输出电压。
动图如下:
结合第二个LED灯的输出电压波形:
当电压低到40V时,MOS管导通,输出电压迅速上升,L和C储能;上升到58V时,MOS关断,L和C释放能量,输出电压下降。
当电压下降到40V时,MOS管又导通,如此下去。图中的18V压差就是纹波。
相关PDF资料,小心避坑
谢谢观赏。
祝坛友们周末快乐!!
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