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led七彩灯珠的原理及发光彩色的计算

来源:本站   发布时间:2018-12-12   点击量:903

全彩LED灯采用白、红、绿、蓝(R、G 、B)四种基本颜色的LED灯珠芯片,每个芯片都是一个单颜色的发光二极管。这些灯珠芯片以多种形式进行封装,每一组颜色都可以分开单独使用,并分别与驱动电路和单片机相连接。照明白光包括冷白和暖白。

led七彩灯珠


因此,要明白全彩LED灯发出七彩光的工作原理,还要先研究一下七彩发光二极管的发光原理。

发光二极管,简称为LED,与普通二极管一样,是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。

发光二极管发光颜色不取决于外封塑料的颜色,而是与发光半导体的材料有关。砷化镓就是其中一种,由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光。磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光。常用的大功率单色发光二极管以红光、绿光、蓝光生产的最多,还有青、黄光等等。

普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关,而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。红色发光二极管的波长一般为650~700nm,琥珀色发光二极管的波长一般为630~650 nm ,橙色发光二极管的波长一般为610~630 nm左右,黄色发光二极管的波长一般为585 nm左右,绿色发光二极管的波长一般为555~570 nm。

高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管使用的半导体材料与普通单色发光二极管不同,所以发光的强度也不同。高亮度单色发光二极管使用砷铝化镓(GaAlAs)等材料,超高亮度单色发光二极管使用磷铟砷化镓(GaAsInP)等材料,而普通单色发光二极管使用磷化镓(GaP)或磷砷化镓(GaAsP)等材料。

全彩LED灯一般是红、绿、蓝单色管集成的彩色管,集成的方式通常有两种:一种是3个RGB设计到同一块铝基板上,一种是3个RGB芯片绑定到一个LED封装中。全彩LED灯工作时,按三色加法合成所需要的色彩,红和绿合成黄色,红和蓝合成洋红,绿和蓝合成青色,红绿蓝合成白色。合成的颜色还决定于基色的发光灰度,单色的发光灰度不同,合成的颜色也有所不同。

如果每种颜色产生256级灰度等级,单独控制三种颜色的灰度,则可组合出256*256*256种(16777216种)颜色,即使用RGB三基色就可以合成一千六百万种颜色。在实际的产品设计中,若使用多种单元,再在软件的控制下,就能显示出更加细腻生动的图案和动画效果。

LED发光灰度是由驱动芯片所决定的,全彩驱动芯片内置灰度产生器,一般采用PWM方式,以人眼分辨不出的高频率控制LED快速亮灭,实现灰度级别的控制。市场上常见的渠道芯片都有三种灰度级别:8位(256),10位(1024)和13位(8192)。

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