【任務(wù)】某直流電源(或電池)產(chǎn)線上需對(duì)產(chǎn)品的極性進(jìn)行快速測(cè)試,以避免正負(fù)極色相或標(biāo)志錯(cuò)誤。試設(shè)計(jì)一個(gè)極性判定指示電路,以提高不合格品篩選效率。
【構(gòu)思】批量測(cè)試直流電源極性最高效的方法并不是使用儀表類,而是利用LED的直觀指示來顯示極性。我們不妨使用兩個(gè)LED:綠色LED亮表示產(chǎn)品接入的極性正確,紅色LED亮表示產(chǎn)品接入的極性相反。據(jù)上理由,設(shè)計(jì)的起點(diǎn)如下圖:
接下來的目標(biāo)是使這兩個(gè)LED各自根據(jù)電源的極性形成回路點(diǎn)亮,假定電源的額定電壓為15V,額定電流為0.5A,LED的工作壓降為2V,工作電流為10mA。顯然我們必須增加電阻對(duì)LED限流。
上面的電路沒有形成回路,LED尚不能工作。我們最”暴力“的想法是將每只LED的強(qiáng)行連接到對(duì)面相反的極性端。
很快,我們發(fā)現(xiàn)上面的電路仍然不能正常工作,因?yàn)椴糠种繁欢搪妨恕S谑?,我們可仿照蒸餾電路的設(shè)計(jì)方法,在上面的兩條短路支路上各增加一個(gè)正向連接的二極管。
上面的電路非常難看,我們不妨進(jìn)行一下等效拓?fù)渥儞Q:
既然兩個(gè)LED的參數(shù)相同(只有發(fā)光顏色不同),干脆共用一個(gè)限流電阻,而該電阻的一端已連接LED的負(fù)極,那么另一端必然連接分支路的二極管正極(繼承了極性連接關(guān)系):
上面的電路工作分析:當(dāng)產(chǎn)品接入極性一致時(shí),電源正端經(jīng)綠燈LED_GREEN、限流電阻R、二極管D2回到電源負(fù)極形成工作回路,綠燈亮;當(dāng)產(chǎn)品接入極性相反時(shí),電源正端經(jīng)綠燈LED_RED、限流電阻R、二極管D1回到電源負(fù)極形成工作回路,紅燈亮。這就達(dá)到了判定電源極性的目的。
【計(jì)算】由于電源額定電流為0.5A,D1、D2可選擇正向電流為1A的1N4007(即使LED發(fā)生故障也留足了余量)。已知LED的工作壓降為2V,工作電流為10mA,電源電壓為15V,假定D1、D2正向壓降為0.7V,限流電阻R=(15-2-0.7)/10=1.23k(取標(biāo)注系列的1.3k)。最終的設(shè)計(jì)如下圖:
評(píng)論
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