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节能小夜灯电路的工作原理
时间:2020-04-21 07:02点击量:


小夜灯是一种特定场合使用的照明灯具,它对亮度的要求不高,但需要通宵点亮。利用发光二极管作为电光源的小夜灯,具有亮度适当、功耗很低、使用寿命很长的特点,而且可以制成红、绿、黄、橙、蓝等多种颜色,还可以变色。

图2-26所示为发光二极管构成的简易小夜灯电路图,采用电容降压整流,有利于简化电路、缩小体积、提高可靠性。小夜灯工作电流仅为10mA,十分节能,若以每晚点亮8h计,连续使用两个月仅耗电1度。

电路中,VD 3 为发光二极管,作为小夜灯的电光源,可以按照各自喜好选用不同颜色的发光二极管。 C 1 为降压电容,VD 2 为整流二极管,VD 1 为续流二极管。我们知道,电容器可以通过交流电,并存在一定的容抗,正是这个容抗限制了通过电容器的交流电流的大小。

在交流220V市电正半周时,电流经 C 1 降压限流、VD 2 整流后通过发光二极管VD 3 使其发光。在交流220V市电负半周时,电流经续流二极管VD 1 和 C 1 构成回路。 C 2 为滤波电容,使通过发光二极管的电流为稳定的直流电流。 R 是降压电容 C 1 的泄放电阻。

自动变色小夜灯不仅能够提供夜间微光照明,而且会自动改变颜色,别有一番趣味。自动变色小夜灯采用双色发光二极管作为电光源,由555时基电路进行驱动,电路如图2-27所示。

555时基电路(IC)与定时电阻 R 2 和 R 3 、定时电容 C 3 等构成多谐振荡器,其输出端(第3脚)输出信号 U o 为连续方波。

双色发光二极管的特点是可以发出两种颜色的光,它是将两种发光颜色(常见的为红色和绿色)的管芯反向并联后封装在一起,如图2-28所示。当工作电压为左正右负时,电流 I a 通过管芯VD a 使其发红光。当工作电压为左负右正时,电流 I b 通过管芯VD b 使其发绿光。

双色发光二极管VD 5 接在555时基电路的输出端(第3脚),当输出电压 U o =1(高电平)时,电流通过管芯VD a 使其发红光。当输出电压 U o =0(低电平)时,电流通过管芯VD b 使其发绿光。 R 4 、 R 5 是VD 5 的限流电阻。由于555时基电路多谐振荡器的振荡周期约为“1s+1s”,因此小夜灯的实际效果是“红1秒”、“绿1秒”地自动变色。

降压电容 C 1 、整流二极管VD 1 ~VD 4 、滤波电容 C 2 等,组成电容降压整流滤波电源电路,提供电路所需的直流电源。 R 1 是降压电容 C 1 的泄放电阻。

闪光小夜灯发出的是间隙性闪亮的微光,既可以提供小夜灯式的照明,又具有醒目的提示作用,如将它设置在电灯开关旁,需要时可以使人迅速找到开关开启电灯。图2-29所示为闪光小夜灯电路图,电路包括振荡器、LED电光源和整流电源等组成部分。

单结晶体管V等构成弛张振荡器,电阻 R 2 和电容 C 3 是定时元件,决定着电路的振荡周期,振荡周期 T ≈ R 2 C 3 ln

,式中:ln为自然对数,即以e(2.718)为底的对数; η 为单结晶体管的分压比。改变 R 2 或 C 3 即可改变振荡周期。

电路是利用单结晶体管的负阻特性工作的。刚接通电源后, C 3 上电压为“0”,单结晶体管V因无发射极电压而截止,串接在V第一基极的发光二极管VD 3 不亮。随着电源经 R 2 向 C 3 充电, C 3 上电压不断上升。当 C 3 上电压大于单结晶体管的峰点电压时,单结晶体管V迅速导通,发光二极管VD 3 点亮发光。

由于单结晶体管V的负阻特性,导通后其发射极与第一基极间电压急剧减小,接在发射极的 C 3 被快速放电。当 C 3 上电压小于单结晶体管的谷点电压时,单结晶体管V退出导通状态而截止,发光二极管VD 3 熄灭,电源重又开始经 R 2 向 C 3 充电。如此周而复始形成振荡,发光二极管VD 3 也就周期性地闪光,闪光周期约为0.8s。 R 3 是限流电阻。

降压电容 C 1 、泄放电阻 R 1 、续流二极管VD 1 、整流二极管VD 2 、滤波电容 C 2 等组成电容降压整流电路,将220V市电直接转换为直流电压供振荡闪光电路工作。比起变压器整流电路来说,电容降压整流具有电路简单、成本低廉、体积小、重量轻的优点。