原创 【拆解】拆解个超薄吸顶灯，一文读懂关于侧发光的那些设计原理。

  网上卖得很好的一款超薄吸顶灯，打样了一个回来进行拆解评测

一、外观，

  现代风格，整体非常简约大方，灯体尺寸:直径300mm,高度只有25.4mm,不愧为超薄，刚好1英寸整数，背部螺丝安装面和塑料的安装挂板。

灯体背后有个塑料的安装挂板卡在灯体上,把安装挂板取出后，可看到里面有个小拨码开关，分别对应 WW暖白光，NW自然光，DL日光白（冷白光），消费者可根据喜好选择不同的LED色温。

二、测试

1、点亮测试：

  在220Vac 电压下点亮测试亮灯效果，如下三种色温档位发光都非常均匀柔和，无暗区。

2、光电参数测试

把吸顶灯放进积分球分别对三种色温进行功率、色温、光通量、显色指数等光电参数测试。

3、频闪测试

   LED频闪是衡量光稳不稳定的一个参数（LED由于电流波动，而引起LED光通量的变化，为肉眼看不到光的波动变化，叫作LED频闪）。高频闪的灯光容易引发视觉疲劳和头痛，长时间的会影响视力，甚至在某些情况下诱发光敏性癫痫，所以早期欧洲ERP，美规CEC，Energy Star这些认证都会对室内灯的频闪有特定的要求。

  如下ANSI/ IES定义了Percent Flicker（频闪百分比）的计算公式，频闪百分比越小，表示光越稳定；越大则表示光波动越大，越差。

  通过频闪测试仪实际测试，频闪只有0.6%，如图波形接近一条直线，非常稳定。

把如上测试数据进行整理整理

通过测试我们得出暖白光档色温为3000K,自然白色温为4000K，日光白色温为5700K，功率均为22W,高P,光通量在1900lm以上，中间档光效接近100lm/W了；光通量、光效参数都是很不错的，频闪系数也是非常低，达到无频闪效果，另外实测工作电压为全电压，在100Vac-264Vac都是可以正常工作的，全球范围都能使用实测样品的光、电、性能参数都能符合大部分能效认证要求。

三、拆解

测试完后把后盖的平头螺丝拆开后，可把整个超薄吸顶灯全部拆散，对相关的配件进行标注区分。

1、最后面的为塑料的安装挂板，塑料挂板有三个卡扣，如下图通过与塑料壳结构配合，形成卡扣组合固定。

消费者先把塑料挂板安装固定后，再把吸顶灯套进挂板旋转卡紧塑料即可完成安装，整个过程非常简单方便。

2. 塑料后盖：螺丝安装面，需与安装挂板卡扣配合固定。

  后盖的驱动位置设计比较巧妙，如下箭头处；通过设计卡槽固定驱动电源的输入输出线，从而把整个驱动电源固定，不需额外的螺丝。驱动电源输入线有个压线扣，起防拉作用， 三档开关PCB也是一样，直接卡在塑料盘上进行固定。

          奇怪的是，驱动电源是内部安装好的，为什么要在后盖上面设计个可打开的小窗口呢？

     3、海绵垫：拆开后盖时，在反光纸的上面铺了一圈海绵垫，作用是使后盖压紧前面的导光板三件套，确保出光效果。

4、光学三件套：如图2，由扩散板、导光板，反光纸组成的光学三件套，为整个侧发光结构的核心。

如上图在中间的为光学导光板，材料一般为PS、PMMA或玻璃，此样品的应该为PS材料，厚度约3mm。其工作原理是在导光板表面通过激光或丝印印刷光点上去形成反射点，当光从侧面进入导光板并碰到这些反射点时，会被散射和反射，从而改变了光的传播方向和角度，通过调整光点的密度和大小，可以控制光的散射和反射程度，从而达到控制光的出射效果。 

如上图LED光从侧面进入导光板，通过网点折射或漫反射使光线从正面均匀导出，一部分则会反射到导光板背面；在导光板背部有块PET材料的光面白色反光纸,厚度约为0.4mm，其作用是把导光板上溢出的光进行全反射到正面，使得LED发出的光得到充分利用，采用高反射率的反光纸会获得更高的出光光效。

最下面的为扩散板，一般为PC或PS材料,厚度约为1.2mm，作为出光的最后一道通道，起到模糊作用，使出光均匀扩散，把导光板上眩目刺眼的光源变成柔和均匀的光。

5、塑料前面盖：为主体外观装饰和核心结构，LED灯板，导光板三件套就是安装固定在此部分的。

    如图直接采用卡槽的设计，把LED灯板直接弯曲卡进塑料盘里面，不需额外的背胶成本。另外如红色箭头处，台阶高度刚好为扩散板的厚度，把扩散板放下去时，刚好铺平，设计非常紧密。

6、LED灯板，采用0.4mm薄的铝基板作为PCB，展开尺寸为长893mm，宽17mm；之所以17mm那么宽是为了方便在灯板上加上去频闪电路，使LED实现无频闪。

LED采用3V 2835 SMD封装，27串4并X 2路,共216PCS LED灯珠，如上图片，灯珠密度非常大，基本上是紧挨着的。

  之所以采用如此大密度LED，个人觉得主要是为获得较好的出光效果，在暖白或日光白色温档时，是只有一种灯珠工作的；如果灯珠间接太大，边缘出光处就可能会出现暗区，使得出光不够均匀了。所以采用多数量的LED灯珠设计，不但能确保获得较好的出光效果，也能得到较高的出光光效，当然成本也要增加的了。

  7、开关PCB和接线端子。 六脚三档开关为插件工艺，二极管为贴片工艺， 驱动电源到LED灯板，开关PCB到LED灯板均采用端子接线方式。

  8、LED驱动电源， 采用美芯晟的MT7830非隔离降压电路方案,外置个4N65MOS管。相比隔离方案，采用非隔离方案不但可以使驱动电源获得更高转换效率，而且能大大降低了成本，但是因其输出电压不是安全电压，设计时需考虑安全防护问题。而此款吸顶灯为全塑料结构设计，所以防护问题在这里就不存在了。

四、电路分析

如上直接把吸顶灯的实际电路完整的画出来进行分析，整个原理图主要由四部分组成，

 第一部分：驱动电源方案，为整个电路的核心，负责把输入的AC市电经过整流桥后，通过BUCK降压电路，转换为直流高压输出给LED，并实现恒流；采用非隔离、高压小电流的设计可以使驱动电源获得较高的效率。

与IC规格书典型应用电路相比，实际电源增加了保险管以便符合安规认证，增加了压敏电阻提高产品抗浪涌能力，提高了产品可靠性；而增加共模电感、安规电容CX1、电感L1、电容CY1这些是为了符合EMC电磁兼容要求。

与市面上很多“三无”产品不一样，此款LED驱动就是为了符合“全球化”的各种认证要求而设计的。

第二部分：拨码开关PCB，一个简单的六脚3档开关，通过开关实现LED; A亮，（A+B）一起亮，B亮，三色温功能。

第三部分L: LED灯板部分,上面已经有介绍过，27串4并X 2路，LED电压81Vdc。

第四部分：去频闪电路，由一个SOT23-6封装的IC，型号不详、一个5N20的MOS管及外围阻容元件组成。其大概工作原理为，通过IC采样LED电流波形，通过输出MOS管调整电流波形的形状和幅度，降低LED电流的波动幅度，使得LED实现无频闪效果。

五、总结

侧发光吸顶灯具有超薄美观，出光均匀柔和的特点，是传统吸顶灯很难实现的；但同时其结构设计也会比传统吸顶灯复杂很多，在确保基本功能基础上，LED灯板、导光板三件套，灯体结构这几部分的配合需非常紧密，才能实现好的出光效果；否则容易出现较高的不良率及返工率。要做好侧发光，优秀的结构设计、光学设计、LED电路设计缺一不可。

  在拆解过程中，我们发现了好几个设计亮点，值得我们借鉴学习的：

  1、塑料安装挂板+旋钮固定结构设计，使得整灯安装简单方便。

  2、拨码开关调色温设计，用最简单的方法解决调色温问题，相对其他的墙控开关切换或遥控调色温控制方案，大大节省了方案成本，同时满足了消费者不同色温需求及商家备库存问题。

  3、普通驱动+外置去频闪电路；采用通用LED驱动电源，外置个去频闪电路实现了LED无频闪功能；在实现低频闪功能下，确保了驱动电源为通用性物料，方便采购，确保了产品性价比。

  4、LED灯板、驱动电源、开关PCB都是通过结构直接卡紧方式固定的，省去了螺丝其打胶成本，提高了生产效率。

总体来看，这是一款非常不错的吸顶灯，超薄外观，简约大方，出光均匀柔和，高颜值、高PF值、高光效、高性能，无频闪，三色温；并且全电压设计，全球范围通用；符合各国安规能效要求。显然这是一款为打造“爆品”而设计的产品，不管结构设计、光学设计还是LED电路设计各方面都无可挑剔，几乎找不出什么缺点。

如果说有什么可以优化的，就是把驱动方案改为支持可控硅调光功能的就更好的，使得产品色温、亮度均可调了。 另一方面，为了通用而设计的全电压，在细分市场反而会导致成本增加，显得产品不具性价比，针对单电压的额定市场改为线性LED驱动方案，可大大降低成本，增加产品竞争力。 

最后这款灯的打样价格为65元，大家看下是否物超所值了？