Un circuito de bombilla led de 1USD 11W y análisis de piezas

Sé que esto no es gran cosa, pero aun así quiero hacerlo porque por tres razones: 1, solo cuesta 1 usd. Sí, esta es una bombilla LED muy barata y necesito desmontarla para ver si es digna de confianza. 2, es una gran oportunidad para aprender algo nuevo y emocionante. 3, necesito algunas piezas para mi proyecto Led.

(Actualización: de hecho, descubrí que esta bombilla de $ 1 está hecha por Uninex. Una de 8 vatios comparable cuesta $ 7 USD en su sitio web, así que creo que obtuve una buena oferta aquí. Probablemente esté subsidiada como dijo un comentarista).

Dicho esto, desarmé la cosa y mi primera impresión es impresionantemente sorprendente. Esta bombilla usa mejores piezas que todas esas otras bombillas más caras que he desarmado a lo largo de los años. Soy muy escéptico sobre si se trata realmente de una bombilla LED de 11 W o no, porque contar todos esos LED SMT no suman realmente 11 W de todos modos, y la carcasa exterior es en realidad de plástico, el único disipador de calor es ese disco de aluminio. Vea la foto a continuación, P1: ¿Puede esto realmente disipar 11 vatios?

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Aparte de eso, los conectores de soldadura manual son toscos. Realmente no me quejo aquí, debería funcionar bien. El PCB se ve muy bien y las piezas me parecen nuevas y de alta calidad.

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También noté que hay pocos pares de resistencias en paralelo, como muchos de ellos, lo cual es un diseño genial que probablemente copiaré pronto en mi proyecto futuro.

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La única parte que realmente no conozco, pero estoy seguro de que los he visto en otras PSU antes, es esa cosa redonda verde. P2: ¿qué es eso?

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Finalmente, está mi circuito de rastreo para esta bombilla LED. Aparte de esa cosa verde (supongo que es algún tipo de fusible por el momento), la parte superior se entiende fácilmente, pero la parte inferior es más que confusa. Sé que la parte inferior es un interruptor de alta frecuencia, pero P3: ¿cómo funciona realmente? (Nota: no estoy muy seguro de si B es C o C es B, pero E para NPN es correcto). También hay un capacitor de 63v 330uf entre la resistencia 473. El circuito parece muy simple, pero realmente no lo entiendo. No es un diseño aislado, entonces, ¿cómo se reduce de 120v a 65v y menos?

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Actualización con correcciones y lectura de voltaje: uno de los diodos es en realidad un zener de voltaje 51 si no me equivoco. El transformador mide 0.4:3 mientras está en el PCB. Entonces, para la P3: ¿Cómo desciende de 104 V CC (Punto B) a 50 V CC (Punto LED-)? Realmente no veo un camino actual aquí. (Los leds son 6 en serie y 3 pares en paralelo, total 3x6=18. 3.6vX6=21.6v, pero la lectura de voltaje es de 50v, muy extraño).

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Para ayudar a la discusión:ingrese la descripción de la imagen aquí ingrese la descripción de la imagen aquí

Sospecho que Q2 pregunta por un fusible reiniciable: en.wikipedia.org/wiki/Resettable_fuse
La "cosa verde" es probablemente un supresor de picos.
Es posible que esto esté subvencionado por la compañía eléctrica. Las nuevas plantas de energía cuestan alrededor de $ 5 por vatio más o menos. Es mucho más barato ayudar a los consumidores a ahorrar un vatio que construir una nueva central eléctrica. Además, no hay razón para comprar quesos baratos, a menudo veo unidades de marca de calidad (es decir, General Electric) de 25,000 horas por menos de $3. Una vez compré una caja de 8 BrightStix por $6.80 en Home Depot. Las cosas de GE son exactamente lo que dice en la lata. Target vende GE y su propia marca.
@Harper Si cree que la marca es equivalente a la calidad, piénselo dos veces, ni el precio puede garantizarle al consumidor tonto un producto de calidad. No, la mayoría de las veces, realmente no obtienes lo que pagas, sino que lo que obtienes es lo que crees que has pagado, o esencialmente lo que obtienes es lo que obtienes, nada más, nada menos. Los baratos son geniales. Si se rompen, puedes arreglarlos y vuelven a estar como nuevos. Cuando compras bombillas caras, si se rompen, las tiras, compras otra, arruinas tu banco y contaminas el medio ambiente en el proceso, no tan bueno.
Esto es más probable 3.6W. Esos paquetes SMT-dip pueden disipar alrededor de 200 mW cada uno.
@ Atmega328 eso suena como una racionalización. ¿Por qué no puedes arreglar productos de calidad? ¿ Realmente arreglas cosas baratas o se acumulan en tu pila de algún día? ¿Qué tan reparables son realmente? PCB baratos que se rompen, huellas baratas que se levantan. Ninguno de los cuales aborda mi observación principal, que es que también puedo obtener calidad barata.
@Harper Producto caro = mejor calidad de construcción. ¿de acuerdo? Mejor calidad de construcción = más difícil de desgarrar sin daño permanente. ¿de acuerdo? Aqui tienes. Es muy lógico. No tengo un montón de artículos baratos porque ninguno de mis "baratos" está dañado todavía. Los tacaños son tacaños solo porque tú dices que lo son, o porque no sabes cómo usarlos correctamente. Nunca había visto ninguna PCB rota por sí sola, y los rastros baratos que se levantan probablemente sean culpa tuya, aplicándole demasiado calor y todo. De modo que las cosas "más baratas" no son realmente su observación central, sino un verdadero sesgo.
@Janka la bombilla es muy brillante. Creo que son 11w. Lo que me preocupa es si puede disipar todo ese calor a través de ese pequeño disipador de calor.
¿Qué son los diodos? ¿Tienen marcas SMT en ellos? Si necesita ayuda para identificarlos, esto podría ayudar: electronics.stackexchange.com/questions/334128/…
@ Atmega328 No, los productos caros hechos en Occidente tienden a ser más fáciles de desarmar, debido a todos sus diseños que ahorran mano de obra. Eche un vistazo a las bombillas CREE fabricadas en EE. UU., esas cosas tienen clips y contactos de resorte en lugar de los cables y tornillos soldados a mano que requieren mucha mano de obra que muestra.
@ laptop2d He actualizado mi dibujo. Uno de los diodos es un zenzer de 51v. Otros son diodos de 0.6v
No hay forma de decirle exactamente cómo funciona su diseño a partir de un esquema sin números de pieza. Darte algo similar fue lo mejor que pude hacer. Puse mucho trabajo en esa publicación que eliminé. Estas por tu cuenta.
@Misunderstood Lo siento mucho si lastimé tus sentimientos y todo. He actualizado la pregunta con más detalles. Sí, puse mucho trabajo en esto también.
¿Son esos 3030 LED?
@Tony Stewart. EE desde el '75 ¡El tamaño no importa!
por el contrario, puede buscar especificaciones si mide en mm. Veo 3,0 x 3,0, ¿qué obtiene? La pregunta más importante es la temperatura de unión de los LED que determina la tasa de envejecimiento y la vida útil y la calidad del diseño, la segunda es compatible con atenuadores. El tercero es el margen de estrés en la selección de componentes. ¿Su esquema tiene sentido para usted en el limitador de corriente LED?
Los chips LED duales son comunes, algunos son de 20 mA x 50 V por chip
Mi regla general es que 1 pulgada cuadrada de superficie por vatio es un diseño adecuado, no el mejor. Esto parece satisfacer esto. desde 3.7" de diámetro est. de la foto
@Tony Stewart. EE desde '75 El led mide 3x2.8mm. Cerca de 3.0x3.0; El disco mide 88 mm de diámetro y tiene un grosor de aproximadamente 1 mm. He probado el led durante horas al aire libre. el disco está quemado con los dedos. Hace demasiado calor para mí, creo.
Esa es una buena prueba de diseño.

Respuestas (4)

Lo intento y trato de aplicar ingeniería inversa a su circuito de controlador de LED.

Primero lo que hice fue dibujar los componentes en la foto del PCB.

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Y ahora "sin ningún problema" pude dibujar el diagrama del circuito.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Como puede ver, tenemos una versión modificada de un solo oscilador de bloqueo BJT (ladrón de julios).

https://web.archive.org/web/20171116125925/http://mmcircuit.com/understand-rcc-smps/

https://skootsone.yolasite.com/led-en.php

http://www.powerelectronictips.com/teardown-60-w-equivalent-led-bulbs/

¿También puedes publicar la marca de diodos? Entonces podremos decir exactamente qué tipo de diodo se usó.

Número de pieza para 3 diodos: D4=M5; D5=E51 (Esto debería ser un zenzer de 51v); D3=ES1JL
Número de pieza para 3 diodos: (D3)D4=M5; (D2)D5=E51 (Esto debería ser un zenzer de 51v); (D1)D3=ES1JL; Revisé dos veces tu Esquema. Debería ser correcto.

Solo quería agregar algunas opiniones sobre la luz en general. Creo que el análisis anterior del controlador es muy bueno.

Se puede aprender mucho de las marcas UL en la bombilla, y el fabricante real no es el menos importante. La clasificación de potencia en el exterior de un producto es la potencia máxima utilizada, generalmente durante el arranque y puede no reflejar la potencia en funcionamiento del producto. Esto es por seguridad, por lo que calcula el peor de los casos para la carga del circuito en su casa.

Si la bombilla está marcada como 11 W, esa es la energía consumida, no la energía utilizada para los LED. Se requiere una eficiencia mínima de alrededor del 83% en pequeños convertidores de CA/CC. El 83 % de 11 W es 9 W con 18 LED de 0,5 W cada uno. Las cosas parecen cuadrar bastante bien en ese frente.

Dado que está aprobado por UL, el calor del producto debe cumplir con ciertos requisitos. Máx. 85C para ABS, etc. Los materiales para la PCB del controlador (consulte la nota a continuación) y la PCB del LED están estrictamente controlados. El controlador en sí necesita disipar alrededor de 2 vatios (83 % de eficiencia) y los LED están produciendo luz (supongamos una eficiencia del 15 %), lo que significa que el disipador de calor/placa LED debe disipar alrededor de 7,7 W, que es mucho menos que 11 W.

Un comentario sobre "Caliente" al tacto. Los nervios no son buenos termómetros pero son buenos sensores de calor. Sabemos que algo está caliente cuando lo tocamos, pero no sabemos qué tan caliente. Una PCB LED a 60C, 75C u 85C está muy caliente al tacto y no se puede distinguir solo con el tacto. 85C sería un poco caliente para la placa LED, pero aún se consideraría seguro.

El PCB del controlador no habría sido soldado a mano sino por ola. Se puede decir que fue soldado por ola por el pegamento rojo debajo de los componentes SMD. Se pegan y luego se pasan por la máquina de soldadura por ola. Me parece bien soldado.

Todos los componentes principales del controlador también tienen su propia aprobación UL y son de calidad razonable. Los PCB también deben tener la aprobación UL (puede ver la marca RU en el PCB LED de aluminio). Hay un caso en el que la placa de circuito impreso FR4 no necesitaría su propia certificación, y es que si la temperatura durante la prueba es baja, el ingeniero de UL puede optar por especificar el material solo si no hay problemas de seguridad con respecto a la temperatura.

Puedo especular que la bombilla se podría producir por alrededor de $ 1, pero los canales de venta necesitan ganancias, también hay que considerar el envío. Creo que esta bombilla en un entorno en línea debería venderse por alrededor de $ 2. Esta es solo mi opinión, no un hecho.

Quería agregar algunos comentarios más.

Es desafortunado que esto esté siendo etiquetado como una bombilla defectuosa. La calidad de construcción es bastante buena. Caliente al tacto no debe ser la base para decidir la calidad de una bombilla. Utilice un termopar y mida la temperatura real. Un producto aprobado por UL es seguro y no causará ningún daño por calor. Esta bombilla fue construida a un precio, pero está lejos de ser de baja calidad. La mayoría de las bombillas mueren debido a la falla del controlador, no a la falla de los LED. Los LED normalmente "fallan" al emitir lentamente menos luz. El punto de falla se llama clasificación L75. Esto es cuando una bombilla emite el 75% de la luz que emitía cuando se vendió. Esta es la calificación en miles de horas que vemos en todos los productos LED que compramos. Generalmente, el controlador fallará mucho antes de que esto sea una preocupación.

El diseño utiliza un condensador electrolítico. Las mejores tapas de aluminio tienen un índice de durabilidad de aproximadamente 10000 horas a 105 grados centígrados. El bulbo está destinado a morir en aproximadamente un año. ¿Cómo puede cambiar esto la "aprobación UL"?
¿Por qué vería 105C en el condensador? a 80C duraría muchas veces más que esa clasificación. Dudo que usen tapas clasificadas para más de 5000 horas.
La detección de las temperaturas de la carcasa exterior mostrará la temperatura interior mínima de la gorra. Los efectos de Arrhenius serán peores en las tapas y las especificaciones LED de 50k generalmente son falsas
@B.Barrett 100% correcto. La clasificación L2 de un capacitor electrolítico está directamente influenciada por la temperatura y el voltaje de operación. A temperaturas más bajas y voltaje más bajo, durarán mucho más que la clasificación de su hoja de datos.

Mi pregunta es si ese diminuto disco puede disipar 11 watts de energía de esos LEDs.

Confío en que sus medidas validen que la potencia consumida es de 11W.
Los LED blancos de 6 V usan 2 chips en serie en el sustrato.

Mi regla general para el enfriamiento por convección es 1 pulgada cuadrada/W en aire libre. Veo el Edison de 1" y estimo que el disipador de calor se acerca a esta métrica. El único problema es la falta de aire libre dentro de la bombilla con un área de superficie desconocida en el disipador de calor externo, en todo caso.

Conclusión:

Pulgares abajo

  • vender barato para los compradores novatos para agotar las existencias y hacer obsoleta la garantía y descargar en eBay.

.si está de acuerdo o entiende, entonces vote.

Un poco apesta, pero la mayoría de las bombillas LED que compré tienen este problema de sobrecalentamiento de todos modos. Incluso aquellos con un disipador de calor grande se calientan mucho después de 30 minutos. Así que supongo que se necesitará un gran disipador de calor para que estas bombillas LED duren, y eso significa bombillas mucho más caras, que se transfieren a más difíciles de vender.
Peor aún, muchos se colocan en lámparas de techo cerradas sin flujo de convección hacia el techo. Los mejores tienen aletas de gran superficie.
Bueno, ¿esto vale 1 dólar? Según el paquete, 22,8 años de vida según pruebas de ingeniería, pero solo te dan una garantía de 3 años con un uso normal, y creo que el uso normal es de 3 horas al día y los 7 días de la semana. Como una bombilla normal, no estoy seguro de si vale la pena, pero para mí, son partes bastante agradables y educativas.
$ 1 es ciertamente menos que las bombillas de la competencia que usan ($ 0.09 / W), es una ganga y un margen muy bajo por encima del costo del material. De ahí una liquidación al costo.
El disco solo necesita disipar 9W, el controlador mismo disipa los otros 2W.
Otro pequeño punto, que 9W asume que los LED no convierten ninguno de esos 9W en luz, lo que hacen, por lo que nuevamente es inferior a 9W.

Aparentemente, el problema del calor será mayor en los países que usan 117/120 voltios que en aquellos donde las líneas de suministro doméstico funcionan con 220/230 voltios, para un vataje dado.

No, esto está mal. El calor es proporcional a la potencia, y la potencia es independiente del voltaje de línea. De hecho, en todo caso, es probable que la eficiencia del controlador de corriente LED sea mayor con el voltaje de línea más bajo.