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焦耳小偷電路介紹

冬至子 ? 來源:制造科技原理 ? 作者:qianxiao ? 2023-06-18 16:24 ? 次閱讀

三極管只要是NPN的就行,如果用紐扣電池供電就不用加電阻,LED串并聯(lián)都行,紐扣電池供電串聯(lián)20個LED沒問題

串聯(lián)20個LED,點(diǎn)亮卻只要1個AG13紐扣電池。

電路圖

圖片

點(diǎn)亮一個LED:

我們知道通常LED工作電壓在1.7~3V,也就是說,要點(diǎn)亮LED我們需要一個高于1.7V的電壓。

那么最簡單點(diǎn)亮LED的辦法就是--如圖:

圖片

二個電池疊加電壓高于1.7V就能點(diǎn)亮LED。這是一個極簡單的工作。

現(xiàn)在我們來看下圖:

圖片

在這里,我們將一個電感替代了一個電池,加了一個開關(guān)。

這時LED是無法點(diǎn)亮的,因?yàn)槠潆妷褐挥幸粋€電池供電為1.5V。

當(dāng)我們按下開關(guān)時,電池僅向電感供電,電流在電感上形成磁場。

這一過程我們且稱之為電池對電感沖能。

放開開關(guān)時,由電池疊加電感上的電壓對LED放電,這是電壓就高于1.7V,因而點(diǎn)亮LED。

在這里電感充當(dāng)了一個電池的作用,和普通電池不同的是,電感的能量是依賴電池。

需要電池不斷給電感充電,然后再對外釋放。

我們不可能一直不斷的按動那個開關(guān),另外讓依賴我們手動,其工作頻率也很低。

那么LED一閃就滅,甚至很難被我們觀察到LED在閃亮。

這時我們就采取了一個三極管作為自動開關(guān),來替代我們手動的開關(guān)。

電路邊演化為:

圖片

現(xiàn)在我們只要給三極管基極一個信號,就能控制三極管導(dǎo)通還是截至。

只需周期性的給基極信號,那么三極管就充任了自動開關(guān)的角色。

能完成將電池負(fù)載不斷的從電感和LED之間轉(zhuǎn)換。

當(dāng)電感成為負(fù)載時,電池對電感沖能,(三極管導(dǎo)通狀態(tài)),當(dāng)LED成為負(fù)載時,(三極管截至)電感釋放能量。

再看下圖:

圖片

這里我們再加上一組反饋線圈,以便向三極管提供觸發(fā)信號。

當(dāng)電感沖能時電感上存在電流,那么感應(yīng)線圈就能為三極管提供觸發(fā)信號,使得三極管導(dǎo)通。

當(dāng)電感沖能完畢,在電感上形成磁場,同時也產(chǎn)生一個感應(yīng)電動勢。該電動勢會阻止電流在電感上流過。

這是感應(yīng)線圈上缺乏足夠感應(yīng)電流,無法維持三極管導(dǎo)通,此時三極管截至。

就著樣,三極管配合電感形成導(dǎo)通-截至-導(dǎo)通-截至不斷循環(huán)。

就相當(dāng)于以上說明中那個開關(guān),不斷通斷。

那么最后,我們還得為三極管加上保護(hù),以避免三極管基極被擊穿。這樣就形成了焦耳小偷的電路:

圖片

現(xiàn)在我們應(yīng)該明白焦耳小偷的一般性常識了,由此也知道在制作焦耳小偷時各個元件都擔(dān)任什么作用。

那么也明白只要是三極管,都能用于制作焦耳小偷,只要這個三極管還存在截至能導(dǎo)通的能力。

放大倍數(shù),工作頻率這些都能忽略。

只要能提供信號能維持三極管進(jìn)行導(dǎo)通和截至的工作,即便是可控硅,達(dá)林頓復(fù)合管之類也能勝任。

這里需要注意的是:

1、電感需要高的磁導(dǎo)率,因?yàn)殡姼袑ν馓峁┠芰?,完全依賴它存儲的磁能轉(zhuǎn)化為電能。由此知道,

該電感在通電時所能存儲磁能越大,那么提供的能量也越高。

2、焦耳小偷對外提供的是脈沖直電流,并非交變電流。

3、任何電子電路都要消耗電能,而焦耳小偷消耗的僅僅是在電感上的略微損失和開啟三極管導(dǎo)通的些許能量。

這也是焦耳小偷的神奇之處,如果我們制作一個單管自激振蕩,形成交變電流,再由變壓器升壓。

同樣能提升電壓,但是這個過程中負(fù)擔(dān)電子電路所消耗的能量要比焦耳小偷大的多。

那么到此焦耳小偷的概念應(yīng)該都說明了,剩下的是題外話。

正如我們看到的第一張圖,如果我們有足夠的電池,那么就不需要什么焦耳小偷了。

如果我們有足夠的能量,那么也能隨便點(diǎn)亮LED,焦耳小偷也沒意義了。

那么我們制作一個焦耳小偷的意義呢?這么有待研究。

現(xiàn)在我們僅僅為了點(diǎn)亮LED,利用用過的電池里殘存的電能來為我們做最后的工作。

這是我們要求焦耳小偷有一個很低的啟動電壓。

通常NPN型的三極管最低工作電壓為0.7V,PNP型的三極管則為0.3V。

那么我們知道應(yīng)該采用什么樣的三極管更為合適,更能榨干可憐的電池。

1個焦耳小偷點(diǎn)亮了1盤12vLED燈條,共360個LED。

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