本文将深入探讨一款在电商平台发现的异常低价LED灯泡的内部构造。
这款LED灯泡的价格仅为1元并包邮，如此低廉的价格引发了对其内部材料与制造工艺的好奇。
出于探究心理，笔者花费1元购入了该产品，主要目的是剖析其内部电路设计。
几天后，该灯泡如期送达，其包装十分简陋，快递单直接粘贴在灯泡的小纸盒上。
这种环保的包装方式虽然令人欣赏，但灯泡本身给人的第一印象并不理想：
拆开包装后，灯泡显得异常轻巧，外观设计也显得较为廉价：
从另一个角度观察该灯泡：
拆卸灯罩后，电路板暴露无遗：
将电路板取出后，可见市电220V通过两根白线直接连接至电路板上。
这两根线的颜色相同，因为对于电路板而言，火线与零线可以互换，其原理将在后续内容中详细解释。
初步判断，如此低廉的LED灯泡可能采用了阻容降压的电源驱动方案。
按此推测，电路板的背面应藏有一个大容量的CBB电容。
下图展示了一款采用阻容降压电源驱动方案的LED灯，其中棕红色的CBB电容体积显著：
然而，这款1元包邮的LED灯电路板背面却空无一物，没有任何元件：
整个驱动电路的设计极其简洁！
为了揭开该LED灯驱动电路的奥秘，本文将对其进行详细分析。
一、电路概述
首先，提供电路板的高清图像，PCB走线清晰可见：（点击图片可放大查看细节）
对应的电路图如下：
实物与电路图的对应关系说明：
二、原理解析
1、火线与零线
该LED日光灯泡通过市电供电，市电通过两根线传输，分别为火线和零线。
市电通常指220V电，其波形表达式为：u=311sin(wt)，波形形态如下：
日常生活中所说的220V，实际为有效值。
其峰值电压更高，达到220 x √2 = 311V。（峰值=有效值的√2倍）
峰峰值则进一步翻倍，为311 x 2 = 622V！（峰峰值=峰值x2）
如此高的电压数值是否令人不安？要知道人体安全电压通常不超过36V。
2、整流桥
DB1型号为MB10F，是一种常见的整流桥堆，由4个二极管构成。
利用二极管的单向导电特性，该整流桥能够将交流电转换为直流电。
在交流电的正半周，电流方向如下：
在交流电的负半周，电流方向则相反：
经过整流桥的处理，LED1阳极的波形变为单向直流电，原负半周被转换为正半周：
若将火线与零线在整流桥处的连接位置互换，输出波形仍保持一致，这解释了为何火线与零线可以互换的原因。
3、LED灯
整流桥输出端连接着由9个LED灯串联而成的灯串。
LED灯的型号大致为“2835”，即尺寸为2.8mm*3.5mm，具体型号尚不明确。
假设每个LED灯的正向导通压降为18V，则9个LED灯的总压降为：
18 x 9 = 162V
因此，整流桥输出电压最高值311V，经过LED灯串后，到达限流芯片U1的电压为：
311 – 162 = 149V
需要注意的是，此处的电压最高值311V未考虑电网电压波动，若考虑波动，最高电压需再上浮约10%。
4、限流芯片
限流芯片U1为单通道恒流LED控制芯片，型号为RM9003B。
该芯片内置600V高压MOS，功能框图如下：
芯片U1的工作原理如下：当输入电压变化（除LED灯串外的剩余电压）导致芯片两端电压波动时，其会维持恒定的电流，并承担电路中的剩余功率。
此外，当温度过高时，芯片会自动降低输出电流，以减少承载功率。
恒流值通过电阻RS1设定，计算公式为：
恒流值If = 0.6 / RS1
因此，恒流值If = 0.6 / 18 = 0.033A，即33mA
现选取三个关键点分析芯片U1承载的功率：
- 当整流后电压为311V时，U1承受的电压为311 – 162 = 149V，瞬时功率为：149 x 0.033 = 4.917瓦。
- 当整流后电压为200V时，U1承受的电压为200-162 = 38V，瞬时功率为：38 x 0.033 = 1.254瓦。
- 当整流后电压小于162V时，LED灯串正向导通压降至少为18 x 9 = 162V，此时U1承担的瞬时功率为0。
芯片U1的数据手册建议：“芯片功耗应小于1.5W”，那么其平均功耗是否在此建议范围内呢？
经过整流桥DB1整流，LED1阳极的电压波形如下：
在一个波峰中，LED灯串导通并点亮发光的弧度范围在0.548到2.594之间。
经过整流桥整流及LED灯串后，到达芯片U1的电压被削减了162V，此时波形如下：
根据波形图，电压平均值计算式为：
最终计算得出电压平均值Uav = 63.55V。
因此，芯片U1的平均功耗为63.55 x 0.033 = 2.1瓦，超出了数据手册建议的1.5W。
此外，电容C1的容值尚不明确，推测其作用是吸收灯泡上电瞬间的冲击，使U1开关更加平稳。
至此，电路分析工作完成！
三、结论
本文通过拆解一款1元包邮的LED灯泡，详细剖析了其采用单通道恒流驱动芯片RM9003B的电源驱动方案。
需要说明的是，以上分析基于理论计算，未经实际测量验证，欢迎各位读者指正。
关于成本，从多方渠道了解到，该方案的LED灯泡成品加上包装盒，总成本确实低于1元，令人惊叹！
那么，如此低廉的价格是否伴随着潜在问题呢？
首先，该方案存在明显的电能浪费问题，大量能量在限流芯片U1上转化为热量，而非有效发光。
其他潜在问题，期待各位读者在评论区分享见解！
来源：电路啊
作者：LR梁锐