先說(shuō)一下,本人的專業(yè)是信息處理。無(wú)論電子還是機(jī)械加工都是業(yè)余學(xué)習(xí),或者說(shuō)根本就沒(méi)學(xué)習(xí)。 純屬在不斷的制作和討論中積累起來(lái)的,如有謬誤,請(qǐng)指正。 點(diǎn)亮一個(gè)LED: 我們知道通常LED工作電壓在1.7~3V,也就是說(shuō),要點(diǎn)亮LED我們需要一個(gè)高于1.7V的電壓。 那么最簡(jiǎn)單點(diǎn)亮LED的辦法就是--如圖: ![]() 二個(gè)電池疊加電壓高于1.7V就能點(diǎn)亮LED。這是一個(gè)極簡(jiǎn)單的工作。 現(xiàn)在我們來(lái)看下圖: ![]() 在這里,我們將一個(gè)電感替代了一個(gè)電池,加了一個(gè)開關(guān)。 這時(shí)LED是無(wú)法點(diǎn)亮的,因?yàn)槠潆妷褐挥幸粋€(gè)電池供電為1.5V。 當(dāng)我們按下開關(guān)時(shí),電池僅向電感供電,電流在電感上形成磁場(chǎng)。 這一過(guò)程我們且稱之為電池對(duì)電感沖能。 放開開關(guān)時(shí),由電池疊加電感上的電壓對(duì)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(gè)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(duì)外釋放。 我們不可能一直不斷的按動(dòng)那個(gè)開關(guān),另外讓依賴我們手動(dòng),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(shí)我們就采取了一個(gè)三極管作為自動(dòng)開關(guān),來(lái)替代我們手動(dòng)的開關(guān)。 電路邊演化為: ![]() 現(xiàn)在我們只要給三極管基極一個(gè)信號(hào),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(hào),那么三極管就充任了自動(dòng)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(shí),電池對(duì)電感沖能,(三極管導(dǎo)通狀態(tài)),當(dāng)LED成為負(fù)載時(shí),(三極管截至)電感釋放能量。 再看下圖: ![]() 這里我們?cè)偌由弦唤M反饋線圈,以便向三極管提供觸發(fā)信號(hào)。 當(dāng)電感沖能時(shí)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(hào),使得三極管導(dǎo)通。 當(dāng)電感沖能完畢,在電感上形成磁場(chǎng),同時(shí)也產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。該電動(dòng)勢(shì)會(huì)阻止電流在電感上流過(guò)。 這是感應(yīng)線圈上缺乏足夠感應(yīng)電流,無(wú)法維持三極管導(dǎo)通,此時(shí)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(shuō)明中那個(gè)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: ![]() 現(xiàn)在我們應(yīng)該明白焦耳小偷的一般性常識(shí)了,由此也知道在制作焦耳小偷時(shí)各個(gè)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(gè)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(hào)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?duì)外提供能量,完全依賴它存儲(chǔ)的磁能轉(zhuǎn)化為電能。由此知道, 該電感在通電時(shí)所能存儲(chǔ)磁能越大,那么提供的能量也越高。 2、焦耳小偷對(duì)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(gè)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(gè)過(guò)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(shuō)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(méi)意義了。 那么我們制作一個(gè)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(guò)的電池里殘存的電能來(lái)為我們做最后的工作。 這是我們要求焦耳小偷有一個(gè)很低的啟動(dòng)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。 到此沒(méi)什么可說(shuō)的了,補(bǔ)充以下,三極管工作數(shù)據(jù)請(qǐng)查詢具體參數(shù)獲知,我這里只是說(shuō)通常,大致。 以上是和朋友一起探討獲得,不具權(quán)威性,大家一起學(xué)習(xí)糾正。 焦耳小偷提供電流不合適再次推動(dòng)線圈使得該電路應(yīng)用局限。有異想天開的在一起論證。 |
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