您的位置 首页 > 数码极客

【电容充电】循环灯电路分析——电容的充放电发挥了关键作用

我们已经知道电容具有充放电功能。充电时,相当于负载,就像连接瞬间的短路。换句话说,两端的电位相同。充满电后,就相当于电源,电源的性质,即正、负极性。如果电源对其进行反充电,则先抵消之前存储的电荷,然后电压逐渐上升,与原来的极性相反。

  • 只要具备放电通路它就会进行放电;
  • 电容充放电所表现出来的这三个性质在电路中得到了广泛的应用。
  • 另外我们知道三极管由于制造上的差异不可能参数完全一致,放大系数不可能一模一样,总有差别。
  • 今天我们就一个常见的led循环灯对其进行分析
    • 在这个电路图中,三个三极管组成了各自独立的偏置电路,三个放大电路通过三个电容C1、C2、C3互相耦合。
    • 若某个三极管饱和导通,则其ce极相当于短路,即Uce≈0(分析电路时,可以将其视为0),则并联在其ce端的LED熄灭;
    • 若上述三极管截止,则其ce端相当于断路,电压升高Uce≈Ec(分析时,将其视为断路,电压Ec),则并联在其ce端的led发光。
    • 如果没有电容的掺和,也就是去掉耦合电容,三个三极管均处于饱和导通状态,三个led均因为短路而熄灭,但是加入电容之后,这种稳定的状态发生了改变,三个三极管交替导通、截止,随之三个ed灯交替熄灭、发光,于是形成了漂亮的循环灯,在这个过程中电容的上述三个性质起到了决定性的作用。
    • 分析如下:
    • 1.当电路接通瞬间,假设三极管Q1的放大系数最大,那么其优先饱和导通,LED1因此熄灭,Q1的集电极电位≈0v,电源Ec=5v通过集电极负载电阻R3对电容C2进行充电,接通瞬间,C2相当于短路,也就是Q2的基极电位≈0v,那么Q2处于就处于截止状态,其集电极电位Uc≈5v,led2灯马上发亮;由于Q2集电极电位是高电位,则C3接通时相当于短路,Q3基极电位Ub也是高电位,Q3马上导通,LED3就熄灭;
    • 可见电路在接通的瞬间三个三极管的状态如下:Q1导通、Q2截止、Q3导通,则LED1、LED3熄灭,LED2发亮;如下图红色箭头表示充电电流方向。

    接通瞬间三极管、led状态图

    • 2.张Q1导通期间电容C2继续被充电,充电电压极性左负右正,充电电压逐步升高,右正电压达到了三极管Q2的导通条件≥0.7v,Q2马上饱和导通。LED2马上熄灭,而电容C3在三极管Q2截止期间被充电,极性左正右负,在Q2导通后,构成了放电通道,它通过Q2放电,这时C3就相当于一个电源,且其极性左正右负,相当于并联在Q3发射极的一个负电源,拉低了Q3的基极电位, Q3马上截止,LED3马上发亮。Q3截止前,电容C3被电源通过R1充电,极性左负右正,当Q3截止后,其集电极高电位对电容C3反充电,使Q1继续导通,LED1继续保持熄灭状态;
    • 在这个过程中,三个三极管的状态如下:Q1导通、Q2导通、Q3截止,则LED1、LED2熄灭,LED3发亮

    • Q3截止期间,电源+5v通过R6对电容C1充电,不仅抵消了其原有的充电电压,还继续对其反充电,当充电达到最大值时,电容C1极性左正右负,Q1的基极电位被拉低,Q1马上截止,LED1马上发亮,相应Q2继续导通,LED2熄灭;电容C3充电极性为左负右正,维持Q3处于导通状态,LED3熄灭。原理同上。
    • 在这个过程中,三个三极管的状态如下:Q1截止、Q2导通、Q3导通,则LED3、LED2熄灭,LED1发亮

    • 根据上述分析,三个三极管总是一个截止,两个导通,led一个发亮,两个截止;led灯循环快慢取决于电容的充放电时间,改变电容就改变了循环时间。这种电路中实践当中应用非常广泛,原理和上面的一样。

    责任编辑: 鲁达

    1.内容基于多重复合算法人工智能语言模型创作,旨在以深度学习研究为目的传播信息知识,内容观点与本网站无关,反馈举报请
    2.仅供读者参考,本网站未对该内容进行证实,对其原创性、真实性、完整性、及时性不作任何保证;
    3.本站属于非营利性站点无毒无广告,请读者放心使用!

    “电容充电”边界阅读