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拆解爆款LED檯燈,分析電路原理,看物美價廉是怎麼設計出來的
燈光電源組裝有哪幾部分
這個電路,出自一款在某電商平臺賣爆了的LED檯燈。
價格便宜,功能簡單實用:
所謂
“三色調光”
,是指支援三種燈光顏色,同時支援光的亮度調節。
下面用三張gif動圖感受一下是怎麼操作的。
1、開燈關燈:
(動圖較大,請稍微等待)
2、支援白光、暖光、自然光三種顏色,可自由切換:
3、亮度調節,每次短按調節10%亮度,長按則無極調節亮度:
一、實物分析
LED檯燈採用USB供電,在USB插頭和LED燈之間是控制板,紅色的PCBA看起來短小精悍:
控制板正面是4個按鍵,以及一顆小的LED指示燈。
這顆小的LED指示燈,可以讓人在黑暗中找到控制板來開燈。
按鍵從左到右的功能依次是:降低亮度、開燈關燈、切換光色、提高亮度。
控制板的背面,8個
腳
的晶片是個微控制器,表面的型號被抹掉了:
上圖右側的三根線:
紅色線是暖光LED的供電線
白色線是白光LED的供電線
黑色線是GND。
所以只要控制紅色線和白色線的電源通斷,就可以實現“三色調光”!
二
、電路原理分析
1、電源輸入濾波電容。
電路中用了2顆MLCC貼片陶瓷電容。
對使用USB供電的5V電源來說,一般用1顆10uF + 1顆0。1uF來濾波即可:
對應的實物圖:
2、MCU微控制器。
為節約成本,作為主控的MCU微控制器短小精悍:
①使用內部晶振,無需外掛晶振;
②只有8個管腳,IO口全部用光,不浪費一點資源。
對應的實物圖如下,微控制器表面的絲印被打磨,型號不詳:
3、按鍵。
用微控制器的3個GPIO,加上兩個二極體,巧妙地實現了4個按鍵:
微控制器程式配置如下:
①3個GPIO均配置為輸入口,使能內部上拉電阻;
②當只有GPIO1檢測到低電平時,說明按鍵K1被按下;
③當只有GPIO2檢測到低電平時,說明按鍵K5被按下;
④當只有GPIO3檢測到低電平時,說明按鍵K4被按下;
⑤當GPIO2、GPIO3同時檢測到低電平時,說明按鍵K2被按下。
4個按鍵的對應實物:
兩個二極體的對應實物:
4、LED指示燈。
用微控制器的1個GPIO控制指示燈:
①在臺燈關閉的情況下,GPIO4輸出高電平,點亮D4,讓人可以在黑暗中找到電源開關按鍵;
②在臺燈開啟的情況下,GPIO輸出低電平,熄滅D4。
對應的實物圖如下:
5、控制檯燈“三色調光”的MOS管電源開關電路。
原理圖:
對應的電路板實物圖如下:
原理圖中紅色虛線框的部分:
微控制器的PWM1、PWM2分別控制兩個“MOS管電源開關電路”。
當微控制器的PWM2:
①輸出高電平時,MOS管Q2關閉,白光LED燈WHITE-LED熄滅;
②輸出低電平時,MOS管Q2開啟,白光LED燈WHITE-LED亮起。
當微控制器的PWM1:
①輸出高電平時,MOS管Q1關閉,暖光LED燈WARM-LED熄滅;
②輸出低電平時,MOS管Q1開啟,暖光LED燈WARM-LED亮起。
具體“MOS管電源開關電路”的原理,可以閱讀文章
《帶軟開啟功能的MOS管電源開關電路》
(點選閱讀)
。
檯燈支援3種
光色
:
①當只有白光LED燈WHITE-LED亮起時,燈光顏色為白光;
②當只有暖光LED燈WARM-LED亮起時,燈光顏色為暖光;
③當白光LED燈和暖光LED燈同時亮起時,燈光顏色為自然光。
燈的亮度調節:
透過PWM(脈衝寬度調製)來調節燈的亮度。
①當PWM為0% duty cycle時,亮度為100%,即全亮;
②當PWM為10% duty cycle時,亮度為90%;
③當PWM為25% duty cycle時,亮度為75%;
④當PWM為50% duty cycle時,亮度為50%;
⑤當PWM為80% duty cycle時,亮度為20%;
⑥當PWM為100% duty cycle時,亮度為0%,即熄滅。
三
、寫在最後
這款燈因為價格便宜,功能簡單實用,在某電商平臺賣爆了!
這篇文章,透過詳細分析它的電子電路工作原理,讓大家感受有市場競爭力的產品是怎樣設計的。
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最後,關於電路的學習,希望大家,enjoy!
作者:LR梁銳