1、LED 变色灯泡电路,LED color changing lights半导体照明是目前世界上最先进的光源，它不仅功耗小寿命长，而且还可制造出五彩缤纷的各种灯具。市场上出售的一种 220V 电压直径约 4 厘米的圆形变色灯泡，很吸引人的眼球，而其内部电路并不复杂。笔者根据实物绘制如附图。这个产品我剖析的是以集成模块NK4992B(后序号 070914)为例介绍。市电 220V 交流电经 R1 和 R2 降压再经 DlD4 全波整流和 C2 滤波获得约 17V 左右，再经 R3 和 D5 稳压为Ic 第脚、脚提供+12V 电源，加电后如果第 脚开路没有时钟信号的情况下 12 只发光二极管全部点亮
2、。第脚串接 4 只红色发光二极管。第脚串接 4 只绿色发光二极管，第脚串接 4 只蓝色发光二极管。当市电50Hz 交流信号通过 R4 进入第脚触发内部程序控制器时，R、G、B 三路输出将按一定顺序逐个发光，出现红绿蓝三色交替变换的彩色光源，平均每 2 秒一拍，由七个节拍完成一个循环周期(见表 1)。常见故障的判别方法：不亮灯时可做如下简单检测：用 12V 直流电源( 比如 12V 蓄电池)负极接第脚，正极接第脚或第脚，如果全部发光说明整流电路有问题。如果某一路不发光就检查 LED 管，如果全部都不发光有可能 IC 损坏。作者：刘德村静电对 LED 灯来说是一种危害极大的魔鬼，全世界因为静电损坏
3、的电子元器件不计其数，造成数千万美元的经济损失。所以防止静电损坏电子元器件，是电子行业一项很重要的工作，LED 封装、应用的企业千万不要掉以轻心。任何一个环节出问题，都将造成对 LED 的损害，使LED 性能变坏甚至失效。我们知道人体(ESD)静电可以达到三千伏左右，足可以将 LED 芯片击穿损坏，在 LED 封装生产线，各类设备的接地电阻是否符合要求，这也是很重要的，一般要求接地电阻为 4 欧姆，有些要求高的场合其接地电阻甚至要达到2 欧姆。人体静电对 LED 的损害也是很大的，工作时应穿防静电服装，配带静电环，静电环应接地良好，有一种不须要接地的静电环防静电的效果不好，建议不使用配带该种产
4、品，如果工作人员违反操作规程，则应接受相应的警示教育，同时也起到告示他人的作用。人体带静电的多少，与人穿的不同面料衣服、及各人的体质有关，秋冬季黑夜我们脱衣服就很容易看见衣服之间的放电现象，这种静电放电的电压就有三千伏。有些企业采用手工焊接，使用 40 瓦普通烙铁，焊接温度无法控制，烙铁温度在 300-400以上，过高的焊接温度也会造成死灯，LED 引线在高温下膨胀系数比在 150左右的膨胀系数高好几倍，内部的金丝焊点会因为过大的热胀冷缩将焊接点拉开，造成死灯现象。针对上述现象，LED 封装厂家和 LED 照明灯具应用厂家应制定严格的 LED 标准使用手册，在生产过程中杜绝上述现象的发生。红黄
5、色的压降为 2V,绿白蓝色的压降为 3V。正常发光时的额定电流均为 20mA,最理想的供电状态为恒压恒流才能保证它的正常使用,现实中也可以串联使用,要根据电源电压计算出需串联的个数,就可以了.如 220V/2V=110 只 LED 串联可以正常使用,但要保证回路中电流不要超过 20mA,否则会导致二极管寿命缩短.在一般情况下要降低电压使用,限红黄色的不要超过 2V,这样寿命长些.严格地说，最好在 LED 上再反向并一个二极管，以泻掉因反向漏电流产生的反压。虽反向漏电流只是微安级的，不至立刻烧毁 LED，但长期工作是不利的。LED.GIF (3.43 KB, 下载次数: 245)可先串联一个 耐
6、压 630 伏 0.22 微法的电容(用一只 470K 的电阻与电容并联)进行限流,再串一只1K 的电阻就很好了.LED 发光二极管工作原理及检测方法发光二极管 LED（Light-EmittingDiode）是能将电信号转换成光信号的结型电致发光半导体器件。1、发光二极管 LED 主要特点（1）在低电压（ 1.52.5V）、小电流(530mA)的条件下工作，即可获得足够高的亮度。（2）发光响应速度快（ 10-710-9 s），高频特性好，能显示脉冲信息。（3）单色性好，常见颜色有红、绿、黄、橙等。（4）体积小。发光面形状分圆形、长方形、异形（三角形等）。其中圆形管子的外径有1、2、3、4、5
7、、8 、10、12、15、20（mm ）等规格，直径 1mm 的属于超微型 LED。（5）防震动及抗冲击穿性能好，功耗低，寿命长。由于 LED 的 PN 结工作在正向导通状态，本射功耗低，只要加必要的限流措施，即可长期使用，寿命在 10 万小时以上，甚至可达 100 万小时。（6）使用灵活，根据需要可制成数码管、字符管、电平显示器、点阵显示器、固体发光板、LED 平极型电视屏等。（7）容易与数字集成电路匹配。2发光二极管的原理发光二极管内部是具有发光特性的 PN 结。当 PN 结导通时，依靠少数载流子的注入以及随后的复合而辐射发光。普通发光二极管的外形、符号及伏安特性如图 1 所示。LED 正
8、向伏安特性曲线比较陡，在正向导通之前几乎有电流。当电压超过开启电压时，电流就急剧上升。因此，LED 属于电流控制型半导体器件，其发光亮度L（单位 cd/m2，读作坎德拉每平方米）与正向电流 IF 近似成正双，有公式L =K IFm式中，K 为比例系数，在小电流范围内（ IF=110mA），m=1.31.5 。当 IF10mA 时，m=1 ，式（5.10.1）简化成L =K IF即亮度与正向电流成正比。以磷砷化镓黄色 LED 为例，相对发光强度与正向电流的关系如图 2 所示。LED的正向电压则与正向电流以及管芯的半导体材料有关。使用时应根据所要求的显示亮度来选取合适的 IF 值（一般选 10mA
9、 左右，对于高亮度 LED 可选 12mA），既保证亮度适中，也不会损坏 LED。若电流过大，会烧毁LED 的 PN 结。此外， LED 的使用寿命将缩短。由于发光二极管的功耗低、体积小，色彩鲜艳、响应速度快、寿命长，所以常用作收录机、收音机和电子仪器的电平指示器、调谐指示器、电源指示器等。发光二极管在正向导通时有一定稳压作用，还可作直流稳压器中的稳压二极管，提供基准电压，兼作电源指示灯。目前市场上还有一种带反射腔及固定装置的发光二要管（例如BT104-B2、BT102-F ），很容易固定在仪器面板上。LED 的输出光谱决定其发光颜色及光辐射纯度，也反映出半导体材料的特性。常见管芯材料有磷化镓
10、（GaP）、砷化镓（GaAsP）、磷砷化镓（GaAlAs）、砷铝化镓（ GaN）氮化镓可发蓝光。3使用注意事项（1）管子极性不得接反，一般讲引线较长的为正极，引线较短的是负极。（2）使用中各项参数不得超过规定极限值。正向电流 IF 不允许超过极限工作电流 IFM 值，并且随着环境温度的升高，必须作降额使用。长期使用温度不宜超过 75。（3）焊接时间应尽量短，焊点不能在管脚根部。焊接时应使用镊子夹住管脚根部散热，宜用中性助焊剂（松香）或选用松香焊锡丝。（4）严禁用有机溶液浸泡或清洗。（5）LED 的驱动电路必须加限流电阻，一般可取一百欧至几百欧，视电源电压而定。（6）在发光亮度基本不变的情况下，
11、采用脉冲电压驱动可以节省耗电。对于 LED 点阵显示器，采用扫描显示方式能大大降低整机功耗。4检查发光二极管的好坏发光二极管具有单向导电性，使用 R10k 档可测出其正、反向电阻。一般正向电阻应小于 30k 欧姆，反向电阻应大于 1M 欧姆。若正、反向电阻均为零，说明内部击穿短路。若正、反向电阻均为无穷大，证明内部开路。常见发光二极管的种类及主要参数见表 2。需要说明两点：第一，对于同种材料的管芯，由于所掺杂质的不同，发光颜色亦不同；第二，LED 属于电流控制型器件，VF 随 IF 而变化，所标 VF 值仅供参考。此外，根据外形也可以区分发光二极管的正、负极。早期生产的管子带金属管座，上面罩一
12、光学透镜，管侧有一突起，靠近突起的是正极。目前生产的 LED，全部用透明或半透明的环氧树脂封装而成，并且利用环氧树脂构成透镜，起放大和聚焦作用，这类管子引线较长的为正极。注意事项：不推荐使用 R1k 档测量 LED 的正、反向电阻。因为该档电池电压 E仅仅测量正、反向电阻，并不能检查其能否正常发光。由于发光二极管的正向电压 VF 一般 1.52.5V，而万用表 R1 或 R10 档的电池电压为 1.5V，所以不能使管子正向导通并且发光。 R10k 档的电池电压虽然较高，但因内阻太大，提供的正向电流很小，管子也不会正常发光。采用双表法可以检查发光二极管的发光情况。最好选同一种型号的两块万用表，均
13、拨一 R1 或 R10 档，按图 1(a)所示串联使用，以提供较高的正向电压。等效电路见(b)图。假定两块万用表均采用 MF30 型，并且均拨到 R1 档。因为一块表的电池电压 E=1.5V，欧姆中心值R0=25 欧姆，所以总电压和总电阻分别是E= 2E= 21.5=3VR0= 2R0= 225=50 欧姆如果把它们看成一块新表，等效电路就简成（c）图。新表的满度电流是：IM= E/ R0=2E/ 2R0= E/ R0=IM可见满度电流值并未改变。发光二极管在使用时应加上限流电阻 R，将正向电流 IF 限制在 1030mA 为宜，避免功耗太记而损坏管子。一般典型正向电流可选 10mA，IF 的计算公式为IF= EVF/ R（c）图中的 R0能起到限流作用，因此不必另接限流电阻。磷砷化镓发光二极管的正向压降较低，为 1.7V左右。E=3V 将 R0=50 欧姆，可求出用双表法测量时的正向电流为IF= EVF/ R0=31.7/50=26 mA 50mA。改用 R1 档时 IM=7.5 mA，与典型正向电流 IF=10mA 就比较接近。实际上发光二极管本身尚有 1.52.5V 压降，因此上述结果均留有一定余量。假如不知道被测发光二极管的正向电压，也不清楚 IM值。建议先把两块表都拨到 R10 档，若发光很暗，再改拨 R1 档。
