節(jié)能小夜燈電路的工作原理

小夜燈是一種特定場(chǎng)合使用的照明燈具，它對(duì)亮度的要求不高，但需要通宵點(diǎn)亮。利用發(fā)光二極管作為電光源的小夜燈，具有亮度適當(dāng)、功耗很低、使用壽命很長(zhǎng)的特點(diǎn)，而且可以制成紅、綠、黃、橙、藍(lán)等多種顏色，還可以變色。

簡(jiǎn)易小夜燈

圖2-26所示為發(fā)光二極管構(gòu)成的簡(jiǎn)易小夜燈電路圖，采用電容降壓整流，有利于簡(jiǎn)化電路、縮小體積、提高可靠性。小夜燈工作電流僅為10mA，十分節(jié)能，若以每晚點(diǎn)亮8h計(jì)，連續(xù)使用兩個(gè)月僅耗電1度。

圖2-26簡(jiǎn)易小夜燈電路圖

電路中，VD 3 為發(fā)光二極管，作為小夜燈的電光源，可以按照各自喜好選用不同顏色的發(fā)光二極管。 C 1 為降壓電容，VD 2 為整流二極管，VD 1 為續(xù)流二極管。我們知道，電容器可以通過交流電，并存在一定的容抗，正是這個(gè)容抗限制了通過電容器的交流電流的大小。

在交流220V市電正半周時(shí)，電流經(jīng) C 1 降壓限流、VD 2 整流后通過發(fā)光二極管VD 3 使其發(fā)光。在交流220V市電負(fù)半周時(shí)，電流經(jīng)續(xù)流二極管VD 1 和 C 1 構(gòu)成回路。 C 2 為濾波電容，使通過發(fā)光二極管的電流為穩(wěn)定的直流電流。 R 是降壓電容 C 1 的泄放電阻。

自動(dòng)變色小夜燈

自動(dòng)變色小夜燈不僅能夠提供夜間微光照明，而且會(huì)自動(dòng)改變顏色，別有一番趣味。自動(dòng)變色小夜燈采用雙色發(fā)光二極管作為電光源，由555時(shí)基電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，電路如圖2-27所示。

圖2-27自動(dòng)變色小夜燈電路圖

555時(shí)基電路（IC）與定時(shí)電阻 R 2 和 R 3 、定時(shí)電容 C 3 等構(gòu)成多諧振蕩器，其輸出端（第3腳）輸出信號(hào) U o 為連續(xù)方波。

雙色發(fā)光二極管的特點(diǎn)是可以發(fā)出兩種顏色的光，它是將兩種發(fā)光顏色（常見的為紅色和綠色）的管芯反向并聯(lián)后封裝在一起，如圖2-28所示。當(dāng)工作電壓為左正右負(fù)時(shí)，電流 I a 通過管芯VD a 使其發(fā)紅光。當(dāng)工作電壓為左負(fù)右正時(shí)，電流 I b 通過管芯VD b 使其發(fā)綠光。

圖2-28雙色發(fā)光二極管

雙色發(fā)光二極管VD 5 接在555時(shí)基電路的輸出端（第3腳），當(dāng)輸出電壓 U o =1（高電平）時(shí)，電流通過管芯VD a 使其發(fā)紅光。當(dāng)輸出電壓 U o =0（低電平）時(shí)，電流通過管芯VD b 使其發(fā)綠光。 R 4 、 R 5 是VD 5 的限流電阻。由于555時(shí)基電路多諧振蕩器的振蕩周期約為“1s+1s”，因此小夜燈的實(shí)際效果是“紅1秒”、“綠1秒”地自動(dòng)變色。

降壓電容 C 1 、整流二極管VD 1 ～VD 4 、濾波電容 C 2 等，組成電容降壓整流濾波電源電路，提供電路所需的直流電源。 R 1 是降壓電容 C 1 的泄放電阻。

閃光小夜燈

閃光小夜燈發(fā)出的是間隙性閃亮的微光，既可以提供小夜燈式的照明，又具有醒目的提示作用，如將它設(shè)置在電燈開關(guān)旁，需要時(shí)可以使人迅速找到開關(guān)開啟電燈。圖2-29所示為閃光小夜燈電路圖，電路包括振蕩器、LED電光源和整流電源等組成部分。

圖2-29閃光小夜燈電路圖

單結(jié)晶體管V等構(gòu)成弛張振蕩器，電阻 R 2 和電容 C 3 是定時(shí)元件，決定著電路的振蕩周期，振蕩周期 T ≈ R 2 C 3 ln

，式中：ln為自然對(duì)數(shù)，即以e（2.718）為底的對(duì)數(shù)； η 為單結(jié)晶體管的分壓比。改變 R 2 或 C 3 即可改變振蕩周期。

電路是利用單結(jié)晶體管的負(fù)阻特性工作的。剛接通電源后， C 3 上電壓為“0”，單結(jié)晶體管V因無發(fā)射極電壓而截止，串接在V第一基極的發(fā)光二極管VD 3 不亮。隨著電源經(jīng) R 2 向 C 3 充電， C 3 上電壓不斷上升。當(dāng) C 3 上電壓大于單結(jié)晶體管的峰點(diǎn)電壓時(shí)，單結(jié)晶體管V迅速導(dǎo)通，發(fā)光二極管VD 3 點(diǎn)亮發(fā)光。

由于單結(jié)晶體管V的負(fù)阻特性，導(dǎo)通后其發(fā)射極與第一基極間電壓急劇減小，接在發(fā)射極的 C 3 被快速放電。當(dāng) C 3 上電壓小于單結(jié)晶體管的谷點(diǎn)電壓時(shí)，單結(jié)晶體管V退出導(dǎo)通狀態(tài)而截止，發(fā)光二極管VD 3 熄滅，電源重又開始經(jīng) R 2 向 C 3 充電。如此周而復(fù)始形成振蕩，發(fā)光二極管VD 3 也就周期性地閃光，閃光周期約為0.8s。 R 3 是限流電阻。

降壓電容 C 1 、泄放電阻 R 1 、續(xù)流二極管VD 1 、整流二極管VD 2 、濾波電容 C 2 等組成電容降壓整流電路，將220V市電直接轉(zhuǎn)換為直流電壓供振蕩閃光電路工作。比起變壓器整流電路來說，電容降壓整流具有電路簡(jiǎn)單、成本低廉、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。

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