第一章控制灯光电路 大型LED灯组 图1.4.1是利用简单、廉价的CMOS六反相器CD4069为主构成的彩灯电路。它可控 制4个回路共200只发光二极管(每路50只)。电路直接由220V电源驱动,无需电源变 压器 IC1 NI--N6=CD4069 Dl~D4=1N4007 计 >7m TI T2 速度控制 Ik VR1 470k TI~T4=2N3440/2N339 图1.4.1 电源电压经D1~D4桥式整流后,通过R1、R5的分压及C1的滤波,在C1的两端获得 约6V直流电压供IC1(CD4069)使用。N5和N6构成低频振荡器,其振荡频率可由VR1 来调节。其输出经过N至N4的组合反相整形来控制4个高反压三极管T1~T4(2N3440/ 2N3439)。T1~T4每通道有50个LED为彩灯负载。VR2~VR5用来调节T1~T4的基极 电流以适应不同的彩灯负载。 为保证振荡器的输出效果,制作时注意C2应选择低漏电、高质量的电容。T1~T4可 根据实际使用情况选择合适的高反压三极管。其他元器件的选择请参照图1.4.1 以上电路直接与市电接触,制作时应注意安全 闪烁彩灯 图1.5.1为一个适合初学者自制的、成本低廉的220V彩灯。它不仅制作非常简单,还 无需特殊的集成电路和变压器 电路由电阻R1、R2,电容C1、C2和C3,二极管Dl、D2和ZD1组成5V直流电源部 分给后面的自由多谐振荡电路及晶闸管触发电路使用。多谐振荡电路由两个BC548三极管 (T1、T2)组成,其工作频率由电容C4、C5和电阻R3~R7决定。当振荡信号输出处于正 半周时,T3将导通,同时晶闸管BT136导通,灯泡点亮。输出信号为负半周时,T3截止
电子制作实例集锦 5V DC 450V/AC l00k100k10k MT2220 P 00W D3 电压输入 Mt1 47uF 47uF1N4007 BC548 LEDI T1 BC548 T2 BC548 图1.5 灯泡不亮。这样,灯泡会随着振荡频率的变化一闪一闪地 发光。 在选择器件时,应注意电容C1的耐压值必须大于电 源电压的两倍。T1、T2、T3可用常见的8050或9013替 代。晶闸管的外形及管脚分布见图1.5.2。其他元件选择 请参考图1.5.1所示。另外,制作、安装时请注意安全, 32n 不要与线路板直接接触。 23 以上电路直接与市电接触,制作调试时应特别注意安 全,制作好的电路应放置在绝缘良好的盒内隔离。 图1.5.2 闪烁彩灯二 图1.6.1电路可直接用来控制220V的灯泡或灯泡组,灯泡接于图中所示的插座上,当 插头PL1接于电源后,灯泡就会不断闪烁。 流往灯泡的电流主要从晶闸管D5通过,由C1、R2、Q1、Q2等组成振荡电路,给予晶 闸管D5间断性的触发信号,从而使 插座(接灯泡) 灯泡间断性地发亮 lN400 晶闸管的内部结构实际上和Q Q2组成的正反馈电路相似,Q1的 以 发射极相当于晶闸管的阳极,Q2的 发射极相当于晶闸管的阴极,Q2的 C32 基极相当于晶闸管的控制极。晶闸管 的工作特性是,只有当阳极和控制极 1000uF 均加正向电压时,才能被触发导通 当其阳极加负电压时,无论控制极是 图1.6.1 否加触发信号,均不会导通;晶闸管
第一章控制灯光电路 旦导通,控制极电压源断开后,管子仍继续导通;去掉控制极信号后,管子至少需要一个 擎住电流,或擎住电压,此电流一旦失去,管子也会关闭。 电路刚接通时C1上为低电平,Q1、Q2不导通。随着C1充电,其上电压逐渐增加。当 C1充电至足够高的电平时,Q2导通,于是R3流过的电流增加,电压差增大,进而Ql导 通。Q1的导通又使流往Q2基极的电流增加,于是引起正反馈,导通电流越来越大。这时, 晶闸管D5获得触发电流而导通,灯泡发亮。 另一方面,这时C1通过Q1、Q2放电,电平降低,当C1电平下降到一定程度时,Q1 Q2维持导通的最小电压不能得到满足,于是关断。这样,D5失去触发电压,当市电交流电 压过零时,D5便关闭,于是灯泡熄灭。此后又开始下一轮的振荡 灯泡闪烁的时间由R1、R2、R4和C1控制。实验中我们发现当C1=4701F或1000F R:=12k或10kΩ时,产生的视觉效果最佳。 本负载为60mA、220V的20个灯泡。由于负载功率很小,电路对D5的要求不高,可 以选择Cl06D1(400V,3.2A)或TICP106D(400V,2A)。图1.6.1电路我们选择的D5 为PO102D,它采用T092的封装形式 为了让电路可靠工作,这里建议采用触发电流小、灵敏度高的晶闸管。如果找不到这种 晶闸管,也可以使用双向晶闸管替换,如TIC206M(600V、4A)或其他类似的。请注意, 虽然可以使用双向晶闸管替换D5,但是整流桥Dl~DA4不可因此而省略 以上电路直接与市电接触,制作调试时应特别注意安全。制作好的电路应放置在绝缘良 好的塑料盒或其他绝缘可靠的盒内隔离,保证使用安全。 平滑亮灭彩灯 图1.7.1是一款极具吸引力的彩灯,当接通电源时,彩灯L1会逐渐地变亮,当它达到 D51N4007 470μF/25V 47μF/25V ⅠAC D20.1uF/400V Dl~D4=1N4007 A400V 20V彩灯 图1.7.1
电子制作实例集锦 最亮时,会自动逐渐变暗,等亮度达到最暗时,又会自动逐渐变亮,如此不停循环,整个变 化过程十分平滑 彩灯L1的亮度变化过程取决于电容C3的充电放电。当IC1(NE555)的3脚输出为高 电平时,电容C3开始放电,通过IC2(4N25)的光电隔离,彩灯L1的亮度开始下降。ICl 这里设置为无稳振荡器,其频率由R2和C1决定。在制作时,必须注意,当改变IC1的振 荡频率时,需同时改变R3和R4的阻值以获得最佳的效果。DB3是双向触发二极管,触发 门限电压约30V,当DB3两端电压低于门限值时,DB3截止,而一旦超过门限值,DB3瞬 间导通。彩灯L1最暗的亮度可由ⅤR1来调节。如果彩灯L1的亮度不能达到一定的调节范 围(由暗到亮或反之),或是彩灯L1一直保持在最亮的状态(观察1分钟),这时候可以适 当增加VR1的电阻;如果彩灯L1在最暗时有些闪烁,或者彩灯LⅠ全黑很长一段时间,可 适当减小ⅤR1的阻值,直到整个亮度变化循环都十分平稳。当电源电压改变时,必须像上 面一样对ⅤR1做适当调节 该装置的元器件的选择请参照图1.7.1。SCR可根据实际使用的彩灯功率及电源电压情 况选择合适的双向晶闸管。在调节VR1时应当注意避免电击。 渐熄12V灯 通常当车门关闭时,车内的照明顶灯随即熄灭。这里介绍的电路可以使车内照明顶灯在 车门关闭后慢慢地由亮变暗,最后完全熄灭。在晚上的时候,你会觉得这种慢慢变暗的车顶 灯给你的感觉很特别,甚至会有点浪漫。当然,这个电路经过适当改造也可以用于其他 地方 电路见图1.8.1。当车门开着时,汽车 电瓶电源(12V)通过车门开关(车门打 开时闭合,反之断开)对C1快速充电。运 稀 算放大器IC1(HA741)的输出端(6脚) 电压随C1两端电压变化。当C1充电结束 12V车内灯 时,lC1的输出端电压也近似12V。这时 三极管T1饱和导通,车内照明顶灯全亮 2N3055 当车门关闭时,车门开关断开。这时209c122F 电容Cl上的电压通过R1和VR1放电,因 而C1两端电压逐渐下降,IC1的输出端电 压也随之变化,故车内顶灯的亮度也逐渐 图1.8.1 变暗,直至全部熄灭。 VR1可调节渐熄时间,VR2可调节最亮程度 打开车门,调节ⅤR2使车内照明顶灯为最亮。然后按下车门开关,通过VR1调节渐熄 时间。 三极管T1(2N3055)在工作时需加散热片。也可选用其他功率合适的三极管。其他元 器件的选择参照图1.8.1
第一章控制灯光电路 有充电和记忆功能的自动切换6V应急灯 图1.9.1介绍的应急灯有两个特点:一是能自动给电瓶充电,充足自停;二是具有记忆 功能,即如果有电时室内灯原是开着的,则停电时应急灯自动点亮,恢复供电时应急灯自动 熄灭,如果有电时室内灯是关着的,则停电时应急灯不会点亮 计 器 R8100 IC1-1 器本 14 D8 1N4007×24.7μ ICl-2 IC1-3 IC1-4 R74.3M 电源变压器T和VD1~VD5等组成充电电源电路,D1是室内220V照明灯泡,D2是 6V应急照明小灯泡,IC1-1~IC1-4是CD4011中的四个与非门。 IC1-1与V1等组成一个简单的自动充电电路。当电池E电压偏低时,经RP、R3分压 后加在IC1-1输入端的电压低于其阈值电压,IC1-1输出高电平,V1导通,E被充电。反 之,E停止充电。R1用于E的涓流充电,它可避免IC1-1和V1在临界充电电压附近的频繁 翻转和通断。 光电耦合器IC2、IC1-2~IC1-4及V2、继电器J等组成记忆型应急照明控制电路。在有 市电时,无论D1是否点亮,IC1-2输入端均为高电平,其输出端4脚即IC1-3输入端8脚为 低电平,IC1-3输出端10脚为高电平,IC1-4输出端11脚为低电平,V2截止,J在释放状 态,D2不亮。 当室内有人将D1点亮(K闭合)时,D1两端电压经R4降压、VD7整流、C2滤波后 使光耦IC2工作,C3被充满电,IC1-3输入端9脚为高电平。由于IC1-3的8脚仍为低电 平,故D2仍不会点亮。此时若发生停电,则因C3上电荷通过R7、D2释放较慢,使IC1-3 的9脚在较长时间内仍保持高电平,而C1上电荷通过R5释放较快使11-2输入端很快变为 低电平,而输出变为高电平。这样,当IC1-3的两输入端同时为高电平时,其输出翻转为低 电平,IC1-4输出高电平,V2导通,J吸合,D2被点亮。同时,D2上的电压由R7反馈到 IC1-3的输入端9脚,使IC1-3、IC1-4、J的状态保持不变,D2自锁发光。如停电后又恢复