วงจรการขับเคลื่อนของ LED คืออะไร


12

ฉันพบวงจรการขับขี่ของ LED ที่ใดที่หนึ่งในภาพด้านล่างและฉันไม่สามารถเข้าใจได้ว่าวัตถุประสงค์การออกแบบของมันคืออะไร

มีอินพุตV DDสองชนิด9 V และ 6.5 V ฉันเดาว่าวงจรขับนี้อาจทำให้แน่ใจว่าไม่ว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตสองตัวนี้ (9 V และ 6.5 V) จะให้ความสว่างเท่าเดิม

ดังนั้นคำถามของฉันคือ 1) วัตถุประสงค์การออกแบบคืออะไร? 2) ทฤษฎีของมันคืออะไร?

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


4
จะดีสำหรับคนอื่น ๆ ที่จะอธิบายถ้าคุณได้ตั้งชื่อทรานซิสเตอร์เช่นไตรมาส 1, 2 ฯลฯ :)
rsg1710

3
นอกจากนี้ยังเป็นการดีที่จะให้แหล่งกำเนิดของวงจร แต่นอกเหนือจากคำถามที่ดี
magu_

คำตอบ:


28

ในฐานะที่เป็นอิกนาซิโอ Vazquez อับราฮัมกล่าวว่ามันเป็นคนขับคงที่ในปัจจุบันแม้ว่าการออกแบบวางสวิทช์ในจุดที่ไม่ถูกต้อง

ทฤษฎีของการดำเนินการกับไดรเวอร์เหล่านี้คือเส้นทางปัจจุบัน LED ผ่านตัวแปลงสัญญาณที่ถูกต้องและตัวต้านทานความรู้สึกที่เหมาะสมในปัจจุบันและในกรณีนี้ผ่านสวิตช์ที่เหมาะสม

กระแสผ่าน LED เพิ่มขึ้นจนถึงจุดที่แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานความรู้สึกรวมถึงการหยดอื่น ๆ ก็เพียงพอที่จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ฐานของทรานซิสเตอร์ด้านซ้ายเพื่อเริ่มเปิด (Vbe ~ 0.6V)

โดยทั่วไปแล้วตัวต้านทานความรู้สึกจะถูกปรับขนาดดังนั้นที่ 20mA จะลดลง 0.6V (ขึ้นอยู่กับทรานซิสเตอร์) ดังนั้นค่าเช่น 30R จึงเป็นเรื่องปกติ อย่างไรก็ตามด้วยสวิตช์ด้านล่างที่คุณจะต้องคำนวณ R ใหม่ด้วยแรงดันลบด้วยแรงดัน Vce ที่อิ่มตัวของสวิตช์

เมื่อทรานซิสเตอร์ด้านซ้ายเริ่มเปิดมันจะเริ่มดึงกระแสจากไดรฟ์ฐานของทรานซิสเตอร์ด้านขวาขับคันเร่ง มันพบว่ามันเป็นจุดสมดุลของตัวเอง

ตัวต้านทานไบแอสที่ด้านซ้ายจะต้องปรับขนาดเพื่อจ่ายกระแสฐานที่เพียงพอให้กับทรานซิสเตอร์ที่ถูกต้องเพื่อให้หลังสามารถให้ 20mA ที่ต้องการโดยไม่คำนึงถึงแรงดันไฟฟ้า

แน่นอนว่าวงจรมีความไวต่อความแปรปรวนและอุณหภูมิของส่วนประกอบ อย่างไรก็ตามในกรณีของคุณมีความแม่นยำเพียงพอและทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อรักษา LED ที่กระแสปลอดภัยภายในแรงดันไฟฟ้าที่หลากหลายของคุณ

ต่อไปนี้เป็นวิธีการทั่วไปในการใช้วงจรนี้

แผนผัง

จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab

หมายเหตุ 1:วงจรต้องการแรงดันไฟฟ้าค่อนข้างน้อยในการใช้งานมากกว่า 1V ดังนั้นคุณจึงไม่สามารถใช้งานได้หากแรงดันไฟฟ้ารถไฟของคุณต่ำกว่า 1.5V เหนือแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า LED ทั่วไปของคุณ นอกจากนี้ GPIO จะต้องสามารถส่งแรงดันไฟฟ้าได้มากกว่า 2 * Vbe เมื่อสูง (ซึ่งอาจเป็นเหตุผลว่าวงจรเดิมมีสวิตช์อยู่ที่ไหน)

หมายเหตุ 2:เนื่องจาก Q1 ทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานการตกสำหรับ LED ของคุณแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมจะขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้ารางของคุณและแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของ LED ที่ LED ใดก็ตามที่คุณเลือก ที่แรงดันไฟฟ้าทางรถไฟที่สูงขึ้นและเมื่อใช้ LED ที่มีกระแสไฟสูงนั่นอาจหมายถึงทรานซิสเตอร์จะร้อนและอาจต้องใช้ฮีทซิงค์ ที่ 9V กับ 20mA และ LED ที่มีแรงดัน 1.6 โวลต์แรงดันตกคร่อม Q1 จะเป็น 9 -1.6 -0.6 = 6.8V ดังนั้นตัวอย่างดังกล่าวจำเป็นต้องกระจาย 6.8 * 0.2 = 136mW หากเป็น LED ขนาด 300mA ตัวเลขนั้นจะสูงกว่า 2W ตรวจสอบกำลังไฟต้านทานตัวต้านทานแบบสัมผัสสำหรับกระแสที่สูงขึ้น ตัวต้านทานจะต้องได้รับการจัดอันดับมากเกินไปเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนในตัวเองและความต้านทาน / การเปลี่ยนแปลงปัจจุบัน

หมายเหตุ 3: สำหรับการอ้างอิงโยงกับช่วงแรงดันไฟฟ้าของคุณคุณสามารถใช้ตัวต้านทานแบบหยดเดียว อย่างไรก็ตามคุณจะต้องปรับขนาดสำหรับกรณีที่เลวร้ายที่สุดที่ 20mA ที่ 9V ดังนั้นคุณจะต้องมีตัวต้านทาน 350R พร้อม LED 2V เมื่อคุณลดแรงดันไฟฟ้าที่ 6.5V LED จะได้รับเพียงประมาณ 13mA ดังนั้นมันจะหรี่มาก


1
@ZuWang เนื่องจากคำตอบนี้สมบูรณ์กว่ามากคุณควรพิจารณาย้ายเครื่องหมายยอมรับของคุณ
glglgl

12

มันเป็นไดรเวอร์ปัจจุบันคงที่ยุ่งเหยิง ทางแยก BE ซ้ายขนานกับตัวต้านทานล่างขวาซึ่งส่งผลให้กระแสคงที่ผ่านทรานซิสเตอร์ขวา

เหตุผลที่ฉันบอกว่ามันยุ่งเหยิงก็เพราะ GPIO ควรจะเป็นที่ที่ตัวต้านทานซ้ายเชื่อมต่อกับทรานซิสเตอร์ทั้งสองและตัวต้านทานที่ถูกต้องควรเชื่อมต่อกับกราวด์


ขอบคุณสำหรับข้อมูล. คุณช่วยให้ฉันบทความที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับไดรเวอร์ปัจจุบันคง mangled?
Zu Wang

3
เทรเวอร์ครอบคลุมทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้
Ignacio Vazquez-Abrams
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.