RGB LED 規格
背光，改變它的顏色，看起來很壯觀。它用於廣告對象，建築對象的裝飾照明，在各種表演和公共活動期間。實現這種照明的一種方法是使用三色 LED。
什麼是RGB-LED
傳統的發光半導體器件在一個封裝中具有單個 p-n 結，或多個相同結的矩陣（COB技術）。這允許在任何給定時間直接來自鹼性載流子的重組或來自磷光體的二次發光的一種顏色的發光。第二種技術在選擇發光顏色時為開發人員提供了廣泛的選擇，但在設備運行期間無法更改輻射顏色。
RGB LED 在一個主體中包含三個 p-n 結，具有不同的發光顏色：
- 紅色的;
- 綠色（綠色）；
- 藍色的。
每種顏色的英文名稱的縮寫並給出了該類型LED的名稱。
RGB LED 的類型
三色 LED 按晶體在體內的連接方式分為三種：
- 帶共陽極（有 4 個引腳）；
- 帶共陰極（有4個引腳）；
- 帶有單獨的元件（有 6 個引腳）。
取決於 LED 的設計，取決於設備的控制方式。
根據透鏡 LED 的類型有：
- 帶透明鏡片；
- 帶磨砂鏡片。
對於帶有用於混合顏色的透明透鏡的 RGB 元素，可能需要額外的光擴散器。否則，可能會看到單個顏色分量。
工作原則
RGB LED 的工作原理是基於顏色的混合。一個、兩個或三個元素的受控點火允許不同的發光。
單獨打開晶體會給出三種相應的顏色。成對包含可以實現發光：
- 紅色+綠色的 p-n 結最終會呈現黃色；
- 藍色+綠色會給綠松石；
- 紅色+藍色給你紫色。
包含所有三種元素會產生白色。
通過以不同的比例混合顏色，可以提供更多的可能性。這可以通過單獨控制每個晶體的亮度來完成。為此，需要單獨調整流過 LED 的電流。
RGB-LED控制與電路設計
控制 RGB-LED 的方式與傳統 LED 相同 - 通過向陽極陰極施加直流電壓並通過 p-n 結產生電流。因此，有必要通過鎮流電阻將三色元件連接到電源 - 每個晶體通過自己的電阻。 計算 它可以通過元件的額定電流和工作電壓來計算。
即使組合在同一個外殼中，不同的晶體也可能有不同的參數，所以它們不能並聯。
表中顯示了直徑為 5 mm 的低功率三色設備的典型特性。
| 紅色 (R) | 綠色 (G) | 藍色 (B) | |
| 最大直流電壓，V | 1,9 | 3,8 | 3,8 |
| 額定電流，毫安 | 20 | 20 | 20 |
很明顯，紅色晶體的直流電壓是其他兩個晶體的兩倍。將元件並聯會導致一個或所有 p-n 結的亮度不同或失效。
與電源的持續連接不允許使用 RGB 單元的所有可能性。在靜態模式下，三色設備僅執行單色設備的功能，但成本遠高於普通 LED。因此，更有趣的是動態模式，您可以在其中控制發光的顏色。這是通過微控制器實現的。在大多數情況下，它的輸出提供 20 mA 的輸出電流，但每次都必須在數據表中進行檢查。需要使用限流電阻將 LED 連接到輸出端口。如果芯片由 5V 供電，則折衷方案是 220 歐姆電阻。
具有公共陰極的元件通過將邏輯 1 饋送到輸出端來控制，公共陽極 - 邏輯 0。通過軟件可以很容易地改變控制信號的極性。具有獨立輸出的 LED 可 連接 並以您想要的任何方式進行控制。
如果微控制器輸出不是為 LED 的額定電流設計的，則必須通過晶體管開關連接 LED。
在這些方案中，兩種類型的 LED 都通過對開關的輸入施加正電平來點亮。
提到了通過改變通過發光元件的電流來控制亮度。微控制器的數字引腳不能直接控制電流，因為它們有兩種狀態——高（對應於電源電壓）和低（對應於零電壓）。沒有中間位置，所以採用其他方式調節電流。例如，控制信號的脈寬調製（PWM）方法。其本質是LED不是提供恆定電壓，而是提供一定頻率的脈衝。微控制器根據程序改變脈衝暫停的比例。這會改變通過 LED 的平均電壓和平均電流，而電壓幅度保持不變。
有專門設計用於控制三色 LED 發光的專用控制器。它們作為現成的設備出售。他們還使用 PWM 方法。
引腳排列
如果有一個新的未焊接的 LED，則可以直觀地確定引腳分配。對於任一類型的連接（共陽極或共陰極），連接到所有三個元件的引線具有最長的長度。如果你轉動箱子，使最長的腿在左側，“紅色”引線將在左側，“綠色”引線將首先在右側，然後是“藍色”引線。如果 LED 已在使用中，則其引腳可能已被任意縮短，您將不得不求助於其他方法來確定引腳排列：
- 你可以用一個來確定公共線 萬用表.有必要在二極管測試模式下打開設備並將設備的端子連接到假定的公共腿和任何其他腿，然後反轉連接的極性（如在通常的半導體結測試中）。如果假設的公共引線定義正確，那麼（所有三個元件都處於良好狀態）測試儀將在一個方向顯示無限電阻，在另一個方向 - 有限電阻（確切值取決於 LED 的類型）。如果在這兩種情況下，測試儀顯示屏都會顯示斷路信號，這意味著引腳選擇不正確，您必須用另一條腿重複測試。萬用表的測試電壓可能足以點燃晶體。在這種情況下，您還可以通過 p-n 結髮光顏色檢查引腳分配是否正確。
- 另一種方法是為假定的公共引腳和 LED 的任何其他支路供電。如果正確選擇了公共點，您可以通過查看晶體的發光來驗證這一點。
重要的！ 使用電源進行測試時，您必須將電壓從零平穩地升高並且不超過 3.5-4 V 的值。如果沒有穩壓電源，您可以通過限流電阻將 LED 連接到直流電壓輸出。
對於具有單獨引腳的 LED，引腳分配歸結為 極性說明 以及按顏色排列的晶體。這也可以通過上面列出的方法來完成。
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RGB LED 的優缺點
RGB-LED 具有半導體發光元件的所有優點。這種低成本、高能效、長壽命等。三色 LED 的一個顯著優勢是能夠以簡單的方式以低成本產生幾乎任何色調的發光，以及動態的顏色變化。
RGB LED 的主要缺點是無法通過混合三種顏色獲得純白色。這將需要七種色調（例如，彩虹——它的七種顏色是相反過程的結果：可見光分解成它的成分）。這對使用三色燈具作為照明元件施加了限制。為了在一定程度上彌補這一令人不快的特點，RGBW 原理被用於創建 LED 燈條。對於每個三色 LED，都安裝了一個白光元件（由於磷光體）。但是這種照明裝置的成本顯著增加。還有RGBW版本的LED。它們在體內安裝了四個晶體——三個用於原始顏色，第四個——產生白光，它從熒光粉中發出光。
使用壽命
三晶體器件的壽命由最短元件的 MTBF 決定。在這種情況下，所有三個 p-n 結都大致相同。製造商宣稱 RGB 元件的使用壽命為 25,000-30,000 小時。但這個數字應該謹慎對待。規定的使用壽命相當於連續運行 3 至 4 年。幾乎沒有任何製造商進行過如此長時間的壽命測試（甚至在不同的熱和電模式下）。在此期間，新技術出現，測試必須重新開始 - 以此類推到無窮無盡。操作保修期的信息要多得多。它是 10,000-15,000 小時。除此之外的任何東西充其量都是數學建模，最壞的情況是赤裸裸的營銷。問題是常見的廉價 LED 通常沒有關於製造商保修的信息。但是您可以瞄準 10,000-15,000 小時，並記住大致相同的時間。除此之外，你只能依靠運氣。還有一點 - 使用壽命很大程度上取決於運行期間的熱模式。因此，不同條件下的相同元素將持續不同的時間。要延長LED的使用壽命，需要注意散熱，不能忽視散熱器，為自然空氣流通創造條件，在某些情況下還需要強制通風。
但即使減少的時間也是幾年的運行時間（因為 LED 不會在沒有停頓的情況下工作）。因此，三色 LED 的出現讓設計人員可以將半導體器件廣泛應用在他們的想法中，而工程師們——這些想法可以“在鐵中”實現。
