發(fā)光二極管工作原理+各種顏色波長(zhǎng)以及變色LED燈一

1、（一）LED發(fā)光原理：（二）各種顏色的燈的用途（三）變色LED電路。發(fā)光二極管工作原理發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱(chēng)為。由鎵（）與砷（）、磷（）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光，因而可以用來(lái)制成發(fā)光二極管，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡(jiǎn)寫(xiě)為。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從區(qū)注入到區(qū)的空穴和由區(qū)注入到區(qū)的電子，在結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與區(qū)的電子和區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和

2、空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。不同顏色的光的應(yīng)用以及波長(zhǎng)一些發(fā)光二極管產(chǎn)品，尤其是手電筒上的發(fā)光二極管有不同的光束顏色。這可不是使用了什么暗藏機(jī)關(guān)來(lái)使它們看上去漂亮，不同的光顏色有著不同的應(yīng)用。下面就簡(jiǎn)單介紹一下最常見(jiàn)顏色和它的實(shí)際用途。1、白色光有完美的顏色特性，但它會(huì)損害適應(yīng)暗光的視覺(jué)，一定光源熄滅后需要一定的時(shí)間來(lái)重新適應(yīng)。2、紅色光通常是用作夜視。紅光不會(huì)引起你瞳孔過(guò)分收縮和一旦紅光熄滅時(shí)眼睛不需要重新適應(yīng)黑暗。紅色也通常在單色相片處理被用作為“安全”顏色因?yàn)樗粫?huì)損壞正在沖印

3、的底片。3、黃色光有著紅色光和白色光的一些優(yōu)點(diǎn)。黃色光另外一優(yōu)點(diǎn)就是當(dāng)你閱讀時(shí)減少因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間閱讀而導(dǎo)致眼睛疲勞的反射和眩目的光。4、綠色光也可以用作為夜視，綠色光還特別適用于在夜晚的時(shí)候閱讀地圖或圖表。它還不那么容易被夜視裝備發(fā)現(xiàn)，便很容易被人眼發(fā)現(xiàn)，綠色光的亮度比紅色光低。5、藍(lán)色光可被用作在夜晚閱讀地圖和通常很受軍事人員青睞，因?yàn)樗{(lán)色光增加了對(duì)比度的水平。它還可以用作戲院和演出時(shí)的后臺(tái)工作燈色。6、藍(lán)綠光有著相似綠光和藍(lán)光的夜視優(yōu)點(diǎn)，但隨著藍(lán)綠光的顏色特性的提高，一些用戶因?yàn)檫@個(gè)原因喜歡用藍(lán)綠光。7、紅外線紅光是與夜視裝備一起使用的。否則人的眼睛是看不到紅外線光的。8、紫外光通常是用作識(shí)別

4、鈔票是否偽造，一些紫外發(fā)光二極管照明物在夜總會(huì)和派對(duì)上很受歡迎，它們被用來(lái)使熒光物質(zhì)發(fā)出更亮的光。光的顏色和它的波長(zhǎng)光的顏色是否可以看見(jiàn)是由它的波長(zhǎng)決定的，光的波長(zhǎng)是以納米為單位的也說(shuō)是十億分之一米。發(fā)光二極管發(fā)出的光幾乎都是一致的也就是說(shuō)它幾乎都是在一個(gè)波長(zhǎng)，發(fā)出非常純的顏色。以下是光的顏色和它的波長(zhǎng)。1、中紅外線紅光不可見(jiàn)光2、低紅外線紅光不可見(jiàn)光幾乎不可見(jiàn)光，3、近紅外線光當(dāng)直接觀察時(shí)可看見(jiàn)一個(gè)非常暗淡的櫻桃紅色光當(dāng)直接觀察時(shí)可看見(jiàn)一個(gè)深櫻桃紅色光深櫻桃紅色光、紅色光深紅色紅色鮮紅色橙紅、橙色光紅橙色光橙色光琥珀色光、黃色光m鈉-黃色黃色檸檬黃色淡綠色、綠色淡青綠色青綠色鮮綠色純綠色、藍(lán)

5、綠色青綠色藍(lán)綠色淡綠青色天藍(lán)色、藍(lán)色天青藍(lán)鮮亮藍(lán)色純藍(lán)色、0藍(lán)紫色深藍(lán)色藍(lán)紫色、1紫色純紫色深紫色、2近紫外線光帶微紅的深紫色、型紫外線光幾乎是不可見(jiàn)光，受木質(zhì)玻璃濾光時(shí)顯現(xiàn)出一個(gè)暗深紫色。白光發(fā)光二極管有微黃色的到略帶紫色的白光。白光發(fā)光二極管的色溫范圍有低至4000K到12000K。常見(jiàn)的白光發(fā)光二極管通常都是65008000K范圍內(nèi)。光源波長(zhǎng)科學(xué)要聞20080152056閱讀102評(píng)論0字號(hào)大中小訂閱1、紅外線發(fā)射管():ep=700、n7m30、n770、n810nm、830n、m850nm、870n、m890n、m920n、m940nm2、發(fā)光二極管(1)白光()t黃白光色溫00C標(biāo)

6、準(zhǔn)白光色溫5000C藍(lán)白光色溫8000C(2)藍(lán)光(U:深藍(lán)入B460淺藍(lán)入p40nm()綠光():藍(lán)綠入G500純綠入p525淺綠入G565黃綠入p55(4）黃光（）:純黃入P琥珀黃(5）入P橙光（):橙入P紅橙（R入P(6）紅光（）d橙紅入P淺紅深紅R(入P:入P紅入P3紫外光（V滅菌燈入P或點(diǎn)光源入P臭氧形成入P以下真空紫外線（）,波長(zhǎng)為短波紫外線（），波長(zhǎng)為中波紫外線（），波長(zhǎng)為長(zhǎng)波紫外線（），波長(zhǎng)為可見(jiàn)光（），波長(zhǎng)為L(zhǎng)ED變色燈電路剖析LED變色燈是一種新型燈泡。它的外形與一般乳白色白熾燈泡相同,但點(diǎn)亮后會(huì)自動(dòng)按一定的時(shí)間間隔變色。循環(huán)地發(fā)出青、黃、綠、紫、藍(lán)、紅、白色光。它適用于家

7、庭生日派對(duì)、節(jié)日聚會(huì)、過(guò)節(jié)過(guò)年，給節(jié)日添加歡樂(lè)氣氛：也可用于娛樂(lè)場(chǎng)所及作廣告燈等。該變色燈泡的特點(diǎn)是，節(jié)能（耗電約1W）、壽命長(zhǎng)、使用方便、價(jià)格便宜。為什么會(huì)自動(dòng)變色呢?是用什么電路來(lái)實(shí)現(xiàn)變色昵?把LED變色燈泡拆開(kāi)來(lái)瞧瞧，通過(guò)從印制板上的元器件及走線整理出電路圖對(duì)該電路作了了解及分析。發(fā)現(xiàn)該電路設(shè)計(jì)得比較巧妙，有獨(dú)到之處?，F(xiàn)將該電路作一剖析，供電路設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)人員及愛(ài)好者作參考。變色的光學(xué)原理變色燈是由紅（R）、綠（G）、藍(lán)但）三基色LED組成的。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(dú)發(fā)出紅光或綠光。若紅光及綠光同時(shí)亮點(diǎn)時(shí)，紅綠兩種光混合成橙黃色。變色燈的變色

8、原理如圖1所示。三種基色LED分別點(diǎn)亮兩個(gè)LED時(shí)，它可以發(fā)出黃、紫、青色（如紅、藍(lán)兩LED點(diǎn)亮?xí)r發(fā)出紫色光）；若紅、綠、藍(lán)三種LED同時(shí)點(diǎn)亮?xí)r，它會(huì)產(chǎn)生白光。如果有電路能使紅、綠、藍(lán)光LED分別兩兩點(diǎn)亮、單獨(dú)點(diǎn)亮及三基色LED同時(shí)點(diǎn)亮，則能按圖1的情況發(fā)出七種不同顏色的光來(lái)。圖】變色燈的結(jié)構(gòu)框圖LED變色燈的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。它由電容降壓式穩(wěn)壓電源LED控制器及G、R、B三基色LED陣列組成。由于這三部分都要裝入燈頭內(nèi)，所以其電源采用電容器降壓全波整流及穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓的簡(jiǎn)單電路。圖2電容卅壓式IxvvxXX屛上ZK*尹立VWVZX:7:TTTT尹X#5電源輸出15V電壓供LED陣列，輸出1

9、4.6V供LED控制器。控制器的輸出端（1、2、3）中有一個(gè)是低電平時(shí)（如1為低電平），則綠色LED亮，若三個(gè)輸出端都是低電平時(shí)，則發(fā)出白光（綠、紅、藍(lán)光LED都亮）。LED控制器是變色燈的關(guān)鍵，它是由CD4060來(lái)承擔(dān)的，先介紹一下CD4060。CD4060簡(jiǎn)介CD4060是4000系列CMOS器件中的一種，是14位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。它內(nèi)部有兩反相器，外接兩個(gè)電阻及一個(gè)電容就可組成振蕩器，作為時(shí)鐘發(fā)生器。輸入時(shí)鐘脈沖時(shí)（下降沿），輸出端輸出記數(shù)脈沖。它有一個(gè)復(fù)位端（Reset）,當(dāng)復(fù)位端為高電平時(shí).所有輸出端都是低電平，如表1所示。ClockmResetbT變0謹(jǐn)人卜一狀態(tài)1所有輸出都罡低辻乂=

10、何富嵌CD4060為16管腳DIP封裝，各管腳排列如圖3所示。其中Clockin是時(shí)鐘脈沖輸入，Clockoutl及Clockout2是時(shí)鐘脈沖輸出（相位差180,Reset是復(fù)位輸入端（高電平有效）.Q4Q14是二進(jìn)制記數(shù)脈沖輸出端，Vdd為電源正端（318V）.Vss為電源負(fù)端。012-116-Vdd013-G10Q14-as06-0505-ResetQ?-Ctockin04-(Jockfiuf!Vss89-ClockDdtSDIP-16圖d變色燈的電路圖匹A丄Jo號(hào)必冏K冏K122fficDIEIMOO74D7D9LM148-3IMOOTC2爭(zhēng)4叩J丹Ct0.47123)V51辛1412

11、圖LED變色燈的電路如圖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(xiàn)分別介紹其工作原理：1.電源部分由降壓電容C1、全波整流D1D4及穩(wěn)壓二極管D5組成的電容降壓式電路是很典型的AC/DC轉(zhuǎn)換電路。經(jīng)15V的穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓后（嚴(yán)格地說(shuō)是被限幅后）作為驅(qū)動(dòng)LED陣列的電源.經(jīng)D6、C2濾波后（約14.5V）的電壓供CD4060及復(fù)位的電壓（高電平）。與電容C1并聯(lián)的電阻R1是斷開(kāi)電源后，C1上的電荷經(jīng)R1放電，防止燈頭上帶電。這種電源的特點(diǎn)是，當(dāng)負(fù)載的電壓遠(yuǎn)小于220V時(shí)，負(fù)載上電流IL69C（C為降壓電容，單位為uF,IL的單位為mA）。例如，C=0.47uF時(shí)，流過(guò)負(fù)載的電流

12、約32.4mA,并且這個(gè)電流是比較穩(wěn)定的：另外，這種電源尺寸?。ㄕ伎臻g小）。其缺點(diǎn)是對(duì)市電是不隔離的，要求封閉在燈頭內(nèi)，并有良好的絕緣。2變色控制部分變色控制部分由二進(jìn)制記數(shù)器CD4060承擔(dān)。時(shí)鐘脈沖信號(hào)不采用一般的振蕩器電路（CD4060內(nèi)部有兩個(gè)反相器，外接兩個(gè)電阻、一個(gè)電容即可組成振蕩器），而在電源電路中串接R5，在R5上的50Hz交流電壓經(jīng)R3、C3組成的微分電路形成尖脈沖作為時(shí)鐘脈沖信號(hào)。在輸出記數(shù)脈沖中選擇Q8、Q9、Q10三端與LED負(fù)極連接。當(dāng)記數(shù)脈沖輸出低電平時(shí)，相應(yīng)的LED串被點(diǎn)亮。Q8、Q9、Q10的輸出時(shí)序如圖5所示。50Hz的周期為0.02s,Q8的周期為5.12s

13、，Q9的周期為10.24s,Q10的周期為20.48s。Q8接紅色LED串的負(fù)極、Q9接藍(lán)色LED的負(fù)極、Q10接綠色LED串的負(fù)極.則在Q8為高電平、Q9、Q10為低電平時(shí)，藍(lán)光、綠光LED串亮，混色后發(fā)出青光（因Q9、Q10為低電平，Reset端為低電平）。經(jīng)過(guò)2.56s后變成R、G亮，發(fā)出黃光。在圖5的時(shí)序圖中，可以看到Q8到第4個(gè)周期時(shí)，Q8、Q9、Q10輸出都是高電平，則三串LED都滅。為避免在變色過(guò)程中出現(xiàn)這種情況，在電路中增加了D7D9三個(gè)二極管，并由R4連接到復(fù)位端(Reset)。在剛出現(xiàn)Q8、Q9、Q10三端都是高電平時(shí)，此時(shí)12腳(Reset)上出現(xiàn)高電平。器件被復(fù)位，使Q

14、4-Q14各輸出端都為低電平(見(jiàn)附表)。一旦Q8、Q9、Q10出現(xiàn)低電平，紅、綠、藍(lán)光LED都亮，燈光成白光，即在出現(xiàn)紅光后，當(dāng)紅光結(jié)束，馬上變成白光，Reset端馬上變成低電平，跳過(guò)了2.56s的滅燈情況，這是電路上設(shè)計(jì)的巧妙之處。3.三基色LED陣列三基色LED(B、R、G)每串有4個(gè)LED串聯(lián)而成。由于紅、綠色LED的管壓降與藍(lán)色LED的管壓降不同及各種發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度不同，在LED串接回路中設(shè)置了不同的限流電阻一方面強(qiáng)制了LED的電流另外也使發(fā)光亮度匹配更好。LED采用視角大、亮度高的草帽型。在圖4的電路中，降壓電容器C1采用了耐壓250V的,雖然250V耐壓的電容的實(shí)際耐壓值是大于300V的，若市電的最高值是242V,其峰值電壓是341V。采用耐壓400V的更安全。外形與印制板LED變色燈泡的外形如圖6所示。乳白色玻璃外罩的直徑為060mm。印制板分兩塊，一塊是電源部分