【技術剖析】非隔離驅動LED燈泡減小體積與成本

LED燈泡的價格在不斷下跌。一年前，大概要花50美元才能買到一只用于替換老式燈泡的飛利浦60W調(diào)光LED燈泡，而今天，在百思買只需花17美元就可以買到其家用品牌的8W、800流明Insignia燈泡，可替換60W白熾燈泡。在LED燈泡的設計中，哪些變化導致了這種成本的下降？對LED燈泡的拆解可以讓我們看清楚LED照明的一些設計趨勢，例如燈泡中如何放置LED，以及采用了何種驅動器架構等。

　　1.Insignia燈泡的外形類似于我們熟悉的傳統(tǒng)白熾燈，不同的是它有三個金屬散熱鰭片，以及塑料(而不是玻璃)的燈頭。

　　2.用一支Dremel工具可以去掉塑料燈泡的外殼，露出六只Cree公司的白光LED，它們照亮了燈泡的光源混合室，從而產(chǎn)生出均勻的照度。LED都裝在金屬鰭片上，鰭片既用于支起LED芯片，也用做散熱片。在混合室的底部，是一塊極薄的鋁反射片，協(xié)助燈泡內(nèi)光線的反射。燈泡的全部電路都處于反射片下的燈泡座內(nèi)，處于一個獨立封閉的艙室。

　　3.拆開灌注的橡膠復合物，顯示出了兩塊緊挨著的PCB，電路就在上面。圖中，兩塊PCB被分開，旁邊是燈泡底座。

　　4.為了方便比較，顯示了一個大約一年前拆解的LED燈的驅動電路。除了封裝有很大區(qū)別之外，還多出許多電子器件。例如，早先的設計有三個電解電容，還有一個非常大的變壓器。

　　5.左圖中并排展示了兩代驅動器：Insignia驅動器只有兩個相對較小的電解電容。這樣的結構帶來了一個問題：燈泡用的是哪種LED驅動IC，這么小的驅動器是如何做到的？

　　6.問題解答：小IC上的“SULB”字樣是德州儀器公司LM3445的標記。它沒有用變壓器，表明LED驅動器采用的是非隔離式設計。白熾燈的設計本身是非隔離式的。如果你打破一個白熾燈泡的玻璃，而且這個燈泡是插上電源的，那么你就可以直接接觸到交流電源。顯然，非隔離式設計可以做到完全符合UL規(guī)格。注意：雖然一個非隔離式交流/直流LED驅動器設計能做到既安全又能滿足UL規(guī)格，但在實驗室開發(fā)和測試一個非隔離式離線LED驅動器，仍然需要嚴格的實驗室安全流程。

　　燈泡的調(diào)光對美國市場來說是個重要特性。我用過Lutron Maestro調(diào)光開關，它有可編程的調(diào)光控制，我把它和白熾燈做了逐項的對比。Insignia調(diào)光穩(wěn)定且平滑，調(diào)光曲線與白熾燈類似。