剖析：LED变色灯电路[图]

　　为什么会自动变色呢？是用什么电路来实现变色昵？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，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。它可以单独发出红光或绿光。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同时点亮时，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的情况发出七种不同颜色的光来。

　　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）。

　　LED控制器是变色灯的关键，它是由CD4060来承担的，先介绍一下CD4060。

　　CD4060简介

　　CD4060是4000系列CMOS器件中的一种，是14位二进制计数器。它内部有两反相器，外接两个电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。

　　CD4060为16管脚DIP封装，各管脚排列如图3所示。其中Clock in是时钟脉冲输入，Clock out1及Clockout2是时钟脉冲输出（相位差180°，Reset是复位输入端（高电平有效）．Q4～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。

　　变色灯的电路图

　　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。

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