LED变色灯电路剖析

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1、LED变色灯电路剖析LED变色灯是一种新型灯泡。它的外形与一般乳白色白炽灯泡相同,但点亮后会自动按一定的时间间隔变色。循环地发出青、黄、绿、紫、蓝、红、白色光。它适用于家庭生日派对、节日聚会、过节过年，给节日添加欢乐气氛：也可用于娱乐场所及作广告灯等。该变色灯泡的特点是，节能(耗电约1W)、寿命长、使用方便、价格便宜。为什么会自动变色呢?是用什么电路來实现变色昵?把LED变色灯泡拆开来瞧瞧，通过从印制板上的元器件及走线整理出电路图•对该电路作了了解及分析。发现该电路设计得比较巧妙，有独到之处。现将该电路作一剖析，

2、供电路设计、开发人员及爱好者作参考。变色的光学原理变色灯是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色LED组成的。双色LED是我们十分熟悉的。一般由红光LED及绿光LED组成。它可以单独发岀红光或绿光。若红光及绿光同时亮点时，红绿两种光混合成橙黄色。变色灯的变色原理如图1所示。三种基色LED分别点亮两个LED时，它可以发出黄、紫、青色(如红、蓝两LED点亮时发出紫色光)；若红、绿、蓝三种LED同时点亮吋，它会产生白光。如果有电路能使红、绿、蓝光LED分别两两点亮、单独点亮及三基色LED同时点亮，则能按图1的情况发出七种

3、不同颜色的光来。图I变色灯的结构框图LED变色灯的结构框图如图2所示。它由电容降压式稳压电源、LED控制器及G、R、B三基色LED阵列组成。由于这三部分都要装入灯头内，所以其电源采用电容器降压.全波整流及稳压二极管稳压的简单电路。电容降圧式於压电源图2电源输出15V电压供LED阵列，输出14.6V供LED控制器。控制器的输出端（1、2、3）中有一个是低电平时（如1为低电平），则绿色LED亮，若三个输出端都是低电平时，则发出白光（绿、红、蓝光LED都亮）oLED控制器是变色灯的关键，它是由CD4060来承担的，先介

4、绍FCD4060oCD4060简介CD4060是4000系列CMOS器件中的一利口是14位二进制计数器。它内部有两反和器，外接两个屯阻及一个电容就可组成振荡器,作为时钟发生器。输入时钟脉冲时（下降沿），输出端输出记数脉冲。它有一个复位端（Reset）,当复位端为高电平时.所有输出端都是低电平，如表1所示。ClockmReset输出状态0不变0进入卞一状态X1所有输出都是低注x=任意敝CD4060为16管脚DIP封装，各管脚排列如图3所示。其中Qockin是吋钟脉冲输入，Clockout1及Clockout2是时钟

5、脉冲输出（和位差180。,Reset是复位输入端（高电平有效）.04〜Q14是二进制记数脉冲输出端，Vdd为电源正端（3-18V）・Vss为电源负端。顶境图Q12-■116-VddQ13Q10Q14-Q806-C0406C-Q9Q5-ResetQ7ClockinQ4Clockout!Vss-89-Clockout2[DIP-16变色灯的电路图R5201WIfCl0.47p250VDI-D4IN4007>4IN4007C2=47g35V??k1609

6、厂~■K，//.•1,rpo2ZZHsJkDQZ、*、、■、[■[KOf：^,b■*->->0i**JPmfS4I'mQ图4LED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AQDC转换电路。经15V的稳压一•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

7、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）。饨II,0=0.47uF时，流过负载的电流约32.4mA,并但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市二进制记数器CD4060承担。时钟脉冲信号不采用一般的振荡器电路（CD4060内部有两个反和器，外接两个电阻、一个电容即可组成振荡器），而在电

8、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。在输出记数脉冲屮选择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。20.48s田5Q8接红