LED電球 KFE LB07-E26WW を分解する！

2010/04/21追記：
ほとんどのLED電球はスイッチング（インバーター）方式の制御回路を用いていると考えられるが、この記事で取り上げた製品は例外的に連続方式の制御回路を用いている。
このことが低価格を実現できた一因のようだが、同時に、この製品の性能に悪影響（低効率およびフリッカの多さ）を及ぼしているようでもある。

フリッカがもの凄くてダメダメなKFEのLED電球の裏側を見ると、「分解してっ！」と言っているかの様にビスの頭が見える。

効率の低さとフリッカの凄さから、まさかこんな回路？などと思いながら分解してみた。

ビスを4本とも取り外しても、前面のプラスチック製カバーは簡単に外れる様子が無い。細めのマイナスドライバーでカバーとアルミボディの間の隙間を慎重にこじると、カバーが外れ、基板が顔を出した。

どうやら、カバーの白い部分の内部にシーラントを充填して組み立てている様だ。灰色のシーラントを慎重にはがすと、基板全体が見えるようになる。

一瞬「アルミ基板？」と思ったが、よく見れば普通のガラスエポキシに白いソルダーレジストをかけただけの様だ。これで放熱は大丈夫なのだろうか。

基板は薄い絶縁フィルムをはさんでアルミボディに接着されている様に見えるので、これ以上やると｢分解｣ではなく｢破壊｣になってしまう。明らかに両面基板だが、裏面はパターンのみで部品は実装されていないだろうと想定して、ルーペとテスターで追いかけた結果、以下の様な構成になっていることが判った。

写真ではジャンパとして実装されているゼロΩの抵抗については説明を記載していない。また、回路図でもゼロΩの抵抗を省略している。また、ブリッジの直流側に並列に接続された1MΩの抵抗3本も、図が煩雑になるので省略した。

制御回路は、常識的には定電流制御を行っているはずだ。U1～4およびD1～4の素性は全く判らないので、あくまで推定だが、以下のような回路になっているのではないかと思われる。

• U1～4は端子1-2間に接続された抵抗で、端子3-2間に流れる電流値を設定する方式の定電流回路だと思う。
• D1～4はツェナーダイオードで、U1～4の端子3-2間に耐圧以上の電圧がかからない様、保護しているのだと思う。

全部で64個のLEDを2つのバンクに分け制御回路も妙な対称形になっているが、これは100Vと200V両方に対応するためのようだ。パーツが未実装だがハンダが乗っているパターンは、200V対応の際に使われるものだろう。また2つの36Ωの抵抗は、シルク印刷を信じれば、200V対応の際には実装されないものと思われる。なお未実装でパターンにハンダが乗っていない「DS」と4つのLEDは、メタルマスク作成の時点で既に実装しないと決まっていたことになる。

基板材質がガラスエポキシなので放熱のことを心配したが、一応の考慮がされているようだ。放熱が必要となりそうな各LED、U1～4、およびD1～4には、それぞれ1素子あたり3つのスルーホールが設けられ、裏面の銅箔パターンに熱を伝えるようになっているものと思われる。

想像していたよりはマシな構成の様だが、これでは凄いフリッカが出るのが当然の回路である。LEDの順方向電圧を3.4Vとし、角度の単位に度を用いると、このLED電球が光っている期間のデューティー比Rは以下のように計算できる。

時間比率で半分以上消灯していることになり、前回の結果と辻褄が合う。