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        剖析:LED變色燈電路[圖]

        發布日期: 泛科科技

          LED變色燈是一種新型燈泡。led燈是一塊電致發光的半導體材料芯片,用銀膠或白膠固化到支架上,然后用銀線或金線連接芯片和電路板,四周用環氧樹脂密封,起到保護內部芯線的作用,最后安裝外殼,所以 LED 燈的抗震性能好。它的外形與一般乳白色白熾燈泡相同,但點亮后會自動按一定的時間間隔變色。循環地發出青、黃、綠、紫、藍、紅、白色光。它適用于家庭生日派對、節日聚會、過節過年,給節日添加歡樂氛圍:也可用于娛樂場所及作廣告燈等。該變色燈泡的特點是,節能、壽命長、使用方便、價格(price)便宜。

          為什么會自動變色呢?是用什么電路來實現變色昵?把LED變色燈泡拆開來瞧瞧,通過從印制板上的元器件(Components)及走線整理出電路.對該電路作了了解(Find out)及分析。led燈珠使用低壓電源,供電電壓在2-4V之間,根據產品不同而異,所以它是一個比使用高壓電源;更安全的電源,特別適用于公共場所;亮度隨電流的增大而變亮,小功率LED燈珠工作電流為0-60mA,大功率LED工作電流在150mA以上。發現該電路設計得比較巧妙,有獨到之處?,F將該電路作一剖析,供電路設計、開發人員及愛好者作參考。

          變色的光學原理

          變色燈是由紅、綠、藍三基色LED組成的。led燈珠PN結的端電壓構成一定勢壘,當加正向偏置電壓時勢壘下降,P區和N區的多數載流子向對方擴散。由于電子遷移率比空穴遷移率大得多,所以會出現大量電子向P區擴散,構成對P區少數載流子的注入。這些電子與價帶上的空穴復合,復合時得到的能量以光能的形式釋放出去。這就是PN結發光的原理。雙色LED是我們十分熟悉的。一般由紅光LED及綠光LED組成。它可以單獨發出紅光或綠光。若紅光及綠光同時亮點時,紅綠兩種光混合成(解釋:由幾個部分合并成一個整體)橙黃色。變色燈的變色原理如1所示。三種基色LED分別點亮兩個LED時,它可以發出黃、紫、青色;若紅、綠、藍三種LED同時點亮時,它會產生白光。如果有電路能使紅、綠、藍光LED分別兩兩點亮、單獨點亮及三基色LED同時點亮,則能按1的情況發出七種不同顏色(color)的光來。

          變色燈的結構框

          LED變色燈的結構框如2所示。它由電容降壓(jiàng y?。┦椒€壓電源、LED控制(control)器及

          G、

          R、B三基色LED陣列組成(composition)。由于這三部分都要裝入燈頭內,所以其電源采用電容器(vessel)降壓(jiàng y?。ㄕ骷胺€壓二極管穩壓的簡單電路。

          電源輸(shū)出15V電壓供LED陣列,輸出14.6V供LED控制(control)器??刂破鞯妮敵龆酥杏幸粋€是低電平時,則綠色LED亮,若三個輸出端都是低電平時,則發出白光。

          LED控制器是變色燈的關鍵(解釋:比喻事物的重要組成部分),它是由CD4060來承擔的,先介紹一下CD4060。

          CD4060簡介

          CD4060是4000系列CMOS器件中的一種,是14位二進制計數器。它內部有兩反相器,外接兩個電阻及一個電容就可組成(composition)振蕩器,作為時鐘發生器。輸入(shūrù)時鐘脈沖時,輸出端輸出記數脈沖。它有一個復位端,當復位端為高電平時.所有輸出端都是低電平,如表1所示。

          CD4060為16管腳DIP封裝,各管腳排列如3所示。其中Clock in是時鐘脈沖輸入,Clock out1及Clockout2是時鐘脈沖輸出.Q4~Q14是二進制記數脈沖輸出端,Vdd為電源正端.Vss為電源負端。

          變色燈的電路(Electric circuit)

          LED變色燈的電路如4所示。它由電源部分、變色控制部分及三基色LED陣列組成,現分別介紹其工作原理:

          1.電源部分 由降壓(jiàng y?。╇娙軨1、全波整流D1~D4及穩壓二極管D5組成的電容降壓式電路(Electric circuit)是很典型的AC/DC轉換(conversion)電路。經15V的穩壓二極管穩壓后作為驅動LED陣列的電源.經D6、C2濾波后的電壓供CD4060及復位的電壓。與電容C1并聯的電阻R1是斷開電源后,C1上的電荷經R1放電(discharging),防止燈頭上帶電。

          這種電源(向電子設備提供功率的裝置)的特點是,當負載的電壓(voltage)遠小于220V時,負載上電流(Electron flow)IL≈69C。例如,C=0.47 u F時,流過負載的電流約32.4mA,并且這個電流是比較穩定的:另外,這種電源尺寸小。其缺點是對市電是不隔離的,要求(demand)封閉(fēng bì)在燈頭內,并有良好的絕緣。

          2.變色控制部分 變色控制部分由二進制記數器CD4060承擔。時鐘脈沖信號不采用一般的振蕩器電路,而在電源(向電子設備提供功率的裝置)電路中串接R5,在R5上的50Hz交流(communication)電壓(voltage)經R3、C3組成的微分電路形成尖脈沖作為時鐘脈沖信號。在輸出記數脈沖中選擇(xuanze)Q8、Q9、Q10三端與LED負極連接。當記數脈沖輸出低電平時,相應的LED串被點亮。Q8、Q9、Q10的輸出時序如5所示。50Hz的周期為0.02s,Q8的周期為5.12s,Q9的周期為10.24s,Q10的周期為20.48s。

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