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標題: 54顆LED帕燈的控制原理及制作 [打印本頁]

作者: heicad 時間: 2014-6-10 03:47
標題: 54顆LED帕燈的控制原理及制作
舞臺燈光經歷了幾代的發(fā)展，已經由傳統(tǒng)的高電壓高能耗驅動型帕燈發(fā)展成了低電壓低能耗的LED燈。以下以54顆LED帕燈為例簡略介紹舞臺燈光的控制原理及簡易制作。

圖1 54顆LED帕燈的燈珠排布

從圖1中可知，這種LED帕燈共有4中顏色的LED，分別為紅色、藍色、綠色和白色。光的疊加規(guī)律是紅光+綠光為黃光，綠光+藍光為青光，紅光+藍光為品紅光，紅光+綠光+藍光為白光。所以在不考慮各色LED的亮度的前提下，這種組合的LED帕燈一共可以發(fā)出紅色、綠色、藍色、品紅、黃色、青色、白色7種顏色的光。

常見的LED帕燈所使用的LED是10mm直徑的直插式LED，但我實驗的時候手頭只有3mm直插的藍色led，二者性能上的差別后文再論。

驅動方面主要是采用恒流驅動的方式。因為如果是恒壓驅動的話需要加限流電阻，這樣效率會大大降低。因此驅動方面主要是做一個符合要求的電流源。

我首先采用運算放大器的方法做了嘗試。選用的運放是OP07，使用OP07構成電壓跟隨器，負載（LED）接入反饋環(huán)內，實測過程中發(fā)現電流大于24mA以后，運放的同相端與反相端電壓值不一致，當輸出電流達到30多個毫安的時候，反相端電壓已經接近于零，同時輸出電流也不再上升。

實測過程輸出電流最大可以達到35mA，led兩端的電壓為3.35V，可得單個led的功率為115mW。乘以54以后，LED總的功率為6.2W。

之后我又嘗試了采用三極管構成電流源的方案，如圖2所示。

圖中3V電源主要起控制作用，選用低電壓控制主要是為了提高電源效率。圖中采用電阻分壓的方法為三極管提供基極電壓，并在發(fā)射極產生電流，Ie=Vb/Re，且Ie=Ic。Ic則是用來驅動LED的電流。實驗中，Ic可達到60多個毫安，大于70mA后，電流會自動緩慢上升，分析應該與LED發(fā)熱無關，可能是因為三極管發(fā)熱產生了漂移，造成結電阻減小，導致電流不斷增大。在實驗中，我曾將電流增大至100mA，觀察發(fā)現led并沒有立即損壞，而是每亮一段時間就會熄滅一下，然后再亮，幾次以后led才被徹底燒壞。

以前用led主要是作為指示燈使用。一般都是只用一兩支而已，這種情況，用5V電源是足以搞定的。但led數量增多后，考慮到一個一個地去控制既費工又費料，

所以就得幾個led串聯起來使用。這里每6支l同樣顏色的ed作為一組，一共分成了九組。這時再用5V電源驅動顯然是玩不轉的，因為6個led串聯，總的壓降已經十分可觀。