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本設計實(shí)例介紹了兩個(gè)版本的指示燈電路，當電池放電時(shí)它能從綠色改變到紅色。雖然有許多電路可以完成這類(lèi)任務(wù)，但一般的電路都太過(guò)復雜， 而且成本高。本設計實(shí)例所述的方法使用了數量絕對最少的低成本器件：1個(gè)雙色LED和4個(gè)其他元件。 圖1顯示的是最簡(jiǎn)單的版本。當B+ 端是9 V 時(shí)， 僅綠色LED 會(huì )被點(diǎn)亮，因為Q1基極電壓是1.58V，發(fā)射極電壓是二極管電壓VD(典型值為1.8V)，這使得Q1處于關(guān)斷狀態(tài)。隨著(zhù)電池電壓的下降，D2兩端的電壓幾乎保持不變，但基極電壓會(huì )逐漸下降到Q1開(kāi)始導通的值。此時(shí)電流將分流進(jìn)D1—紅色LED，并且接收到的電流會(huì )越來(lái)越大，直到所有電流流向紅色LED。 圖1：基本的電壓/電池監視電路。 對于典型的雙色LED來(lái)說(shuō)，正向電壓差為0.25V，這也是從綠色到紅色的轉換電壓。導致顏色完全改變的B+端電壓變化等于0.25V乘以R1和R2的分壓值： 0.25V×[1+(R1/R2)] 這個(gè)轉換的中心電壓是VD-VBE，約為1.2V(VD隨溫度的大多數變化也要減去)�？紤]各種因素，B+端電壓從7.1V變到5.8V時(shí)將導致LED從綠色變到紅色。 不同的LED 組合具有不同的壓差，而這個(gè)壓差有可能不足以實(shí)現完整的顏色轉換，但通過(guò)給D2串聯(lián)一個(gè)二極管，這個(gè)設計仍然可以使用。 圖2用一個(gè)齊納二極管代替了R1，創(chuàng )建了一個(gè)轉換窄得多的電路。這個(gè)電路不再有分壓效應。B+端0.25V的變化就會(huì )改變LED顏色。轉換點(diǎn)是1.2V+VZ(對于圖中所示器件約為7.2V)。 圖2：基于齊納管的電路。 這個(gè)電路的缺點(diǎn)是受限于標準的齊納管電壓。實(shí)際的低壓齊納管可能具有很軟的拐點(diǎn)， 因此情況更加復雜，很難預測這個(gè)電路在小電流時(shí)VZ會(huì )是多少。避免這個(gè)問(wèn)題的變通方法是給齊納管串聯(lián)一個(gè)電阻，從而允許對電壓進(jìn)行一定程度的調整，代價(jià)是轉換電壓會(huì )高一些。 圖中所示的電阻值會(huì )產(chǎn)生1mA的漏電流。對于高亮度LED來(lái)說(shuō)，室內使用是足夠了。但如果使用的是9V電池，那么即使是這個(gè)小電流也很顯著(zhù)，因此需要考慮在額外電流與不需要時(shí)單元電路仍然工作的風(fēng)險之間進(jìn)行折衷(如果是為了體會(huì )這種電壓監視器的用途而忘了關(guān)斷電路，通常只需要更換一次電池)。 這種方法也能在過(guò)高電壓下完成綠色到紅色的轉換，只需將Q1換成NPN(并且交換發(fā)射極和集電極)。用NPN和PNP都可以創(chuàng )建一個(gè)窗口比較器。 考慮到圖1電路相對寬范圍的轉換，它最適合9V電池采用，但圖2所示電路經(jīng)過(guò)適當改造可以適合其他電壓。 |
