RGB LED的特性
改变颜色的背光看起来很壮观。它用于广告对象，建筑对象的装饰照明，在各种表演和公共活动中。实现这种背光的一种方法是使用三色 LED。
什么是RGB LED
普通的发光半导体器件在一个封装中具有一个 p-n 结，或者它们是多个相同结的矩阵（COB技术）。这使您可以在每个时刻获得一种发光颜色 - 直接来自主要载流子的重组或来自荧光粉的二次发光。第二种技术为开发人员提供了选择发光颜色的充分机会，但该设备在运行期间无法改变辐射颜色。
RGB LED 在一个封装中包含三个具有不同发光颜色的 p-n 结：
- 红色（红色）；
- 绿色（绿色）；
- 蓝色的。
每种颜色的英文名称的缩写为这种类型的 LED 命名。
RGB二极管的种类
三色LED根据外壳内部晶体的连接方式分为三种：
- 带共阳极（有 4 个输出）；
- 带共阴极（有 4 个输出）；
- 具有单独的元素（有 6 个结论）。
设备的控制方式取决于 LED 的版本。
根据透镜的类型，LED 有：
- 带透明镜片；
- 带磨砂镜片。
透明镜片 RGB 元件可能需要额外的光扩散器来实现混合色调。否则，可能会看到单个颜色分量。
工作原理
RGB LED 的工作原理是基于混合颜色。一个、两个或三个元素的受控点火可以让您获得不同的光芒。
单独打开晶体会给出三种相应的颜色。成对包含可让您实现发光：
- 红色 + 绿色 p-n 结最终会变成黄色；
- 混合时蓝色 + 绿色会产生绿松石色；
- 红色+蓝色变成紫色。
包含所有三个元素可以让您变白。
通过以各种比例混合颜色，可以提供更多的可能性。这可以通过单独控制每个晶体的辉光亮度来完成。为此，您必须单独调整流过 LED 的电流。
RGB LED控制及接线图
RGB LED 的控制方式与传统 LED 相同——通过施加直接的阳极-阴极电压并通过 p-n 结产生电流。因此，有必要通过镇流电阻将三色元件连接到电源 - 每个晶体都通过自己的电阻。 计算 它可以通过元件的额定电流和工作电压。
即使组合在同一个封装中，不同的晶体也可以有不同的参数，所以不能并联。
表中给出了直径为 5 mm 的低功率三色器件的典型特性。
| 红色 (R) | 绿色 (G) | 蓝色 (B) | |
| 最大正向电压，V | 1,9 | 3,8 | 3,8 |
| 额定电流，毫安 | 20 | 20 | 20 |
显然，红色晶体的正向电压是其他两个晶体的一半。元素的平行包含将导致不同的辉光亮度或一个或所有 p-n 结的故障。
永久连接到电源不允许您使用 RGB 元素的全部功能。在静态模式下，三色器件仅执行单色器件的功能，但成本远高于传统 LED。因此，动态模式更有趣，其中可以控制发光的颜色。这是通过微控制器完成的。它的输出在大多数情况下提供 20 mA 的输出电流，但每次都需要在数据表中指定。通过限流电阻将 LED 连接到输出端口。从 5 V 为微电路供电时，一个折衷的选择是 220 欧姆的电阻。
具有公共阴极的元件通过将逻辑单元应用于输出来控制，具有公共阳极 - 逻辑零。以编程方式更改控制信号的极性并不困难。具有独立输出的 LED 可 连接 并以任何方式进行管理。
如果微控制器的输出不是针对 LED 的额定电流设计的，则 LED 必须通过晶体管开关连接。
在这些电路中，两种类型的 LED 都通过向键输入施加正电平来点亮。
有人提到，辉光的亮度是通过改变通过发光元件的电流来控制的。微控制器的数字输出不能直接控制电流，因为它们有两种状态——高（对应于电源电压）和低（对应于零电压）。没有中间位置，所以用其他方式调整电流。例如，控制信号的脉宽调制（PWM）方法。其本质在于，不是对 LED 施加恒定电压，而是施加一定频率的脉冲。微控制器根据程序改变脉冲和暂停的比率。这会以恒定的电压幅度改变通过 LED 的平均电压和平均电流。
有专门设计用于控制三色 LED 发光的专用控制器。它们以成品设备的形式出售。他们还使用 PWM 方法。
引脚排列
如果有新的非焊接 LED，则可以通过目视确定引脚排列。对于任何类型的连接（共阳极或共阴极），连接到所有三个元件的引线具有最长的长度。如果您转动外壳，使长腿在左侧，那么在它的左侧将有一个“红色”输出，在右侧 - 首先是“绿色”，然后是“蓝色”。如果 LED 已在使用中，则其输出可以任意缩短，您将不得不求助于其他方法来确定引脚分配：
- 您可以使用 万用表.有必要在二极管测试模式下打开设备并将设备的钳位连接到预期的公共腿和任何其他人，然后改变连接的极性（如在半导体结的通常测试中）。如果正确确定了预期的公共输出，那么（使用所有三个可维修元件）测试仪将在一个方向显示无限电阻，而在另一个方向显示有限电阻（确切值取决于 LED 的类型）。如果在这两种情况下，测试仪显示屏上都有开路信号，则输出选择不正确，必须用另一条腿重复测试。事实证明，万用表的测试电压足以点燃晶体。在这种情况下，您还可以通过 p-n 结的发光颜色来验证引脚排列的正确性。
- 另一种方法是向预期的公共端子和 LED 的任何其他支路供电。如果公共点选择正确，这可以通过晶体的发光来验证。
重要的！ 用电源检查时，要从零开始平稳升压，不超过3.5-4V的值。如果没有稳压源，可以通过限流把LED接到直流电压输出电阻器。
对于具有单独引脚的 LED，引脚分配的定义简化为 极性澄清 以及按颜色排列的晶体。这也可以使用上述方法完成。
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RGB LED 的优缺点
RGB-LED 具有半导体发光元件所具有的所有优点。具有成本低、能效高、使用寿命长等特点。三色 LED 的一个显着优势是能够以简单的方式以低廉的价格获得几乎任何光晕，以及动态改变颜色。
RGB-LED 的主要缺点是无法通过混合三种颜色获得纯白色。这将需要七种色调（例如彩虹——它的七种颜色是逆过程的结果：可见光分解成成分）。这对使用三色灯作为照明元件施加了限制。为了在一定程度上弥补这一令人不快的特点，在创建 LED 灯条时使用了 RGBW 原理。对于每个三色 LED，安装一个白色发光元件（由于荧光粉）。但是这种照明装置的成本显着增加。 RGBW LED 也可用。他们在外壳中安装了四个晶体——三个获得原始颜色，第四个获得白色，由于荧光粉而发光。
寿命
三晶体装置的运行周期由寿命最短的元件的故障间隔时间决定。在这种情况下，所有三个 p-n 结都大致相同。制造商声称 RGB 元件的使用寿命为 25,000-30,000 小时。但必须谨慎对待这个数字。规定的使用寿命相当于连续运行 3-4 年。任何制造商都不太可能在如此长的时间内进行寿命测试（甚至在各种热和电模式下）。在此期间，新技术出现了，测试必须重新开始——如此等等。操作保修期的信息要多得多。它是 10,000-15,000 小时。接下来的一切，充其量是数学建模，最坏的情况是赤裸裸的营销。问题是对于普通的廉价 LED，通常没有制造商的保修信息。但是您可以专注于 10,000-15,000 小时，并记住大约相同的数量。然后就只能靠运气了。还有一件事 - 使用寿命在很大程度上取决于运行期间的热状态。因此，相同的元素在不同的条件下会持续不同的时间。要想延长LED的寿命，必须注意散热问题，不能忽视散热器，为自然空气流通创造条件，在某些情况下还要采取强制通风。
但即使是减少的条款也是几年的操作（因为 LED 不会在没有停顿的情况下工作）。因此，三色 LED 的出现让设计人员可以在他们的想法中广泛使用半导体器件，而工程师可以“在硬件中”实现这些想法。
