LED变色灯电路

文章摘要： LED变色灯的电路如图4所示。它由电源部分、变色控制部分及三基色LED阵列组成，现分别介绍其工作原理：1.电源部分 由降压电容C1、全波整流D1～D4及稳压二极管D5组成的电容降压式电路是很典型的AC/DC转换电路。经15V的稳压二极管稳压后（严格地说是被限幅后）作为驱动LED阵列的电源。经D6、C2滤波后（约14.5V）的电压供CD4060及复位的电压（高电平）。与电容C1并联的电阻R1是断开电源后，C1上的电荷经R1放电，防止灯头上带电。这种电源的特点是，当负载的电压远小于220V时，负载上电流IL≈69C（C为降压电容，单位为uF，IL的单位为mA）。例如，C=0.47 u F时

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   LED变色灯的电路如图4所示。它由电源部分、变色控制部分及三基色LED阵列组成，现分别介绍其工作原理：

　　1.电源部分  由降压电容C1、全波整流D1～D4及稳压二极管D5组成的电容降压式电路是很典型的AC/DC转换电路。经15V的稳压二极管稳压后（严格地说是被限幅后）作为驱动LED阵列的电源。经D6、C2滤波后（约14.5V）的电压供CD4060及复位的电压（高电平）。与电容C1并联的电阻R1是断开电源后，C1上的电荷经R1放电，防止灯头上带电。

　　这种电源的特点是，当负载的电压远小于220V时，负载上电流IL≈69C（C为降压电容，单位为uF，IL的单位为mA）。例如，C=0.47 u F时，流过负载的电流约32.4mA，并且这个电流是比较稳定的：另外，这种电源尺寸小（占空间小）。其缺点是对市电是不隔离的，要求封闭在灯头内，并有良好的绝缘。

　　2.变色控制部分  变色控制部分由二进制记数器CD4060承担。时钟脉冲信号不采用一般的振荡器电路（CD4060内部有两个反相器，外接两个电阻、一个电容即可组成振荡器），而在电源电路中串接R5，在R5上的50Hz交流电压经R3、C3组成的微分电路形成尖脉冲作为时钟脉冲信号。在输出记数脉冲中选择Q8、Q9、Q10三端与LED负极连接。当记数脉冲输出低电平时，相应的LED串被点亮。Q8、Q9、Q10的输出时序如图5所示。50Hz的周期为0.02s，Q8的周期为5.12s，Q9的周期为10.24s，Q10的周期为20.48s。

　　Q8接红色LED串的负极、Q9接蓝色LED的负极、Q10接绿色LED串的负极。则在Q8为高电平、Q9、Q10为低电平时，蓝光、绿光LED串亮，混色后发出青光（因Q9、Q10为低电平，Reset端为低电平）。经过2.56s后变成R、G亮，发出黄光。

　　在图5的时序图中，可以看到Q8到第4个周期时，Q8、Q9、Q10输出都是高电平，则三串LED都灭。为避免在变色过程中出现这种情况，在电路中增加了D7～D9三个二极管，并由R4连接到复位端（Reset）。

　　在刚出现Q8、Q9、Q10三端都是高电平时，此时12脚（Reset）上出现高电平。器件被复位，使Q4-Q14各输出端都为低电平（见附表）。一旦Q8、Q9、Q10出现低电平，红、绿、蓝光LED都亮，灯光成白光，即在出现红光后，当红光结束，马上变成白光，Reset端马上变成低电平，跳过了2.56s的灭灯情况，这是电路上设计的巧妙之处。

　　3.三基色LED阵列三基色LED（B、R、G）每串有4个LED串联而成。由于红、绿色LED的管压降与蓝色LED的管压降不同及各种发光二极管的发光强度不同，在LED串接回路中设置了不同的限流电阻。一方面强制了LED的电流。另外也使发光亮度匹配更好。LED采用视角大、亮度高的草帽型。

　　在图4的电路中，降压电容器C1采用了耐压250V的，虽然250V耐压的电容的实际耐压值是大于300V的，若市电的最高值是242V，其峰值电压是341V。采用耐压400V的更安全。

　　外形与印制板
    LED变色灯泡的外形如图6所示。

   　乳白色玻璃外罩的直径为Φ60mm。印制板分两块，一块是电源部分及控制器部分，另一块是LED阵列。电源部分及控制器部分的印制板图如图7所示（印制板外圆尺寸Φ38mm）。图中仅示出有关元器件位置及印制板的走线（并未按比例画）。LED阵列的印制板如图8所示（并未按比例画）。仅表示各色LED的排列及印制板的走线。两印制板之间有4条连接线连接，在两印制板间有绝缘垫隔离。

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