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led循環閃光電路原理

a2012wen @ 2020-05-21 , reply:0

概述

  一款簡單的3只LED循環燈電路,3只LED輪流循環發亮,可以模擬流動彩燈,閃爍起來更具動感。  電路的元器件有發光二極管、三極管、電阻和電容,以及5好電池。電源接通時,3只三極管會爭先導通,但由於……

  一款簡單的3只LED循環燈電路,3只LED輪流循環發亮,可以模擬流動彩燈,閃爍起來更具動感。

  電路的元器件有發光二極管、三極管、電阻和電容,以及5好電池。電源接通時,3只三極管會爭先導通,但由於元器件存在差異,只會有1只三極管最先導通。這裡假設V1最先導通,則LED1點亮。由於V1導通,其集電極電壓下降使得電容C2的左端下降,接近0V。由於電容兩端的電壓不能突變,因此這時V2的基極也被拉到近似OV,V2截止,故接在集電極的LED2熄滅。此時V2的高電平通過電容C3使V3基極電壓升高,V3也將迅速導通,LED3點亮。因此在這段時間裡,V1、V3的集電極均為低電壓,LED1、LED3被點亮,LED2熄滅。但隨著電源通過電阻R3對C2的充電,V2的基極電壓逐漸升高,當超過0.7V時,V2由截止狀態變為導通狀態,集電極電壓下降,LED2點亮。與此同時,V2集電極下降的電壓通過電容C3使V3的基極電壓也降低,V3由導通變為截止,其集電極電壓升高,LED3熄滅。接下來,電路按照上面敘述的過程循環,3只LED便會被輪流點亮,循環閃爍發光,達到流動顯示的效果。

  3組12LED循環燈電路圖

  本電路是由3只三極管組成的循環驅動電路。每當電源接通時,3只三極管會爭先導通,但由於元器件存在差異,只會有1只三極管最先導通。這裡假設V1最先導通,則V1集電極電壓下降,使得電容C2的左端下降,接近0V。由於電容兩端的電壓不能突變,因此此時V2的基極也被拉到近似0V,V2截止,V2的集電極為高電壓,故接在它上面的發光二極管LED5-LED8被點亮。此時V2的高電壓通過電容C3使V3基極電壓升高,V3也將迅速導通,因此在這段時間裡,V1、V3的集電極均為低電壓,因此只有LED5-LED8被點亮,LED1-LED4、LED9-LED12熄滅。但隨著電源通過電阻R3對C2的充電,V2的基極電壓逐漸升高,當超過0.7V時,V2由截止狀態變為導通狀態,集電極電壓下降,LED5-LED8熄滅。與此同時,V2的集電極下降的電壓通過電容C3使V3的基極電壓也降低,V3由導通變為截止,V3 的集電極電壓升高,LED9-LED12被點亮。接下來,電路按照上面敘述的過程循環,3組12只發光二極管便會被輪流點亮,這些LED被均勻的排列呈一個圓形,不斷的循環發光,達到流動的效果。改變電容C1、C2、C3的容量可以改變循環速度,容量越小,循環速度越快。電源使用2節5號乾電池即可。

  LED循環燈電路分析

  在這個電路圖中,三個三極管組成了各自獨立的偏置電路,三個放大電路通過三個電容C1、C2、C3互相耦合。

  若某個三極管飽和導通,則其ce極相當於短路,即Uce≈0(分析電路時,可以將其視為0),則並聯在其ce端的LED熄滅;

  若上述三極管截止,則其ce端相當於斷路,電壓升高Uce≈Ec(分析時,將其視為斷路,電壓Ec),則並聯在其ce端的led發光。

  如果沒有電容的摻和,也就是去掉耦合電容,三個三極管均處於飽和導通狀態,三個led均因為短路而熄滅,但是加入電容之後,這種穩定的狀態發生了改變,三個三極管交替導通、截止,隨之三個ed燈交替熄滅、發光,於是形成了漂亮的循環燈,在這個過程中電容的上述三個性質起到了決定性的作用。

  分析如下:

  1.當電路接通瞬間,假設三極管Q1的放大係數最大,那麼其優先飽和導通,LED1因此熄滅,Q1的集電極電位≈0v,電源Ec=5v通過集電極負載電阻R3對電容C2進行充電,接通瞬間,C2相當於短路,也就是Q2的基極電位≈0v,那麼Q2處於就處於截止狀態,其集電極電位Uc≈5v,led2燈馬上發亮;由於Q2集電極電位是高電位,則C3接通時相當於短路,Q3基極電位Ub也是高電位,Q3馬上導通,LED3就熄滅;

  可見電路在接通的瞬間三個三極管的狀態如下:Q1導通、Q2截止、Q3導通,則LED1、LED3熄滅,LED2發亮;如下圖紅色箭頭表示充電電流方向。

  接通瞬間三極管、led狀態圖

  2.張Q1導通期間電容C2繼續被充電,充電電壓極性左負右正,充電電壓逐步升高,右正電壓達到了三極管Q2的導通條件≥0.7v,Q2馬上飽和導通。LED2馬上熄滅,而電容C3在三極管Q2截止期間被充電,極性左正右負,在Q2導通後,構成了放電通道,它通過Q2放電,這時C3就相當於一個電源,且其極性左正右負,相當於並聯在Q3發射極的一個負電源,拉低了Q3的基極電位,Q3馬上截止,LED3馬上發亮。Q3截止前,電容C3被電源通過R1充電,極性左負右正,當Q3截止後,其集電極高電位對電容C3反充電,使Q1繼續導通,LED1繼續保持熄滅狀態;

  在這個過程中,三個三極管的狀態如下:Q1導通、Q2導通、Q3截止,則LED1、LED2熄滅,LED3發亮

  Q3截止期間,電源+5v通過R6對電容C1充電,不僅抵消了其原有的充電電壓,還繼續對其反充電,當充電達到最大值時,電容C1極性左正右負,Q1的基極電位被拉低,Q1馬上截止,LED1馬上發亮,相應Q2繼續導通,LED2熄滅;電容C3充電極性為左負右正,維持Q3處於導通狀態,LED3熄滅。原理同上。

  在這個過程中,三個三極管的狀態如下:Q1截止、Q2導通、Q3導通,則LED3、LED2熄滅,LED1發亮.

  根據上述分析,三個三極管總是一個截止,兩個導通,led一個發亮,兩個截止;led燈循環快慢取決於電容的充放電時間,改變電容就改變了循環時間。這種電路中實踐當中應用非常廣泛,原理和上面的一樣。

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