這圖截自一本書名电子制作入門的書, 頁數在72頁, 內地出版的書..之前我買27人民幣, 現在好像漲價了, 購買網址可自己點擊參考

它透過簡單五個零件, 做到使led閃爍, 即像航標燈一樣

只是它的解說怪怪的, 書上是這麼說的…也不能說它不對, 但似乎說的有點模糊也不完整

這個燈我做一年多了, 之前就一直有個疑問, 為何用了一陣子,電池還有電, 它就不閃了, 會恒亮著不閃了..有時重插一下線它又好了..不然就換充飽電的電池就好了

書中範例是3v供电,而我是用鋰電池18650供电,滿电4.2v, 標稱3.6v 比它書上的提供电压高了點…但之前我做的燈倒挺正常的,書中用的是紅色10mm led燈, 而我用的是5mm 綠色led燈, 後來我才發現, 用的led燈也有差異(書上未明確有任何說明不同LED的限制)…同時我把電容由10uf 改用15UF

書中要求的規格如下:

  1. 470k电阻
  2. 10mm 紅色led燈
  3. 8050 npn三极管
  4. 8550 pnp三极管
  5. 10uf 電解電容

後來我才搞明白, 不是所有led 都能用上這電路, 包括我用的綠色led燈, 可能要接近滿電狀態才能用, 或者至少需在3.9v以上, 關鍵在於led的不同顏色有不同的耐压值, 如下:

以上是我買的led賣家說明內文附的耐压表, 以這电路來說, 只能用紅色及黃色的燈, 其它燈就會時不時出現常亮的狀態

以下附上我用面包板的測試…我特意加上电压表, 以觀察不同电压供电下, led出現常亮的情況, 我用的是藍色led, 电容則提高到22uf, 只要低於3.9v 它就常亮了…正符合我原先的情況..

另外便是這电路的運作原理, 我覺得chatgpt解釋的很好.., 以下是它的解釋..

这个电路是一个双管自激振荡电路,用于驱动 LED 进行闪烁。下面是详细的电流流动分析,以及 LED 亮灭的原理。


1. 电路各部分作用

  • BT(电池):提供电源。
  • R(电阻):给电容 C 充电,控制振荡频率。
  • C(电容):储存电荷,并决定 VT1 的导通和截止时间。
  • VT1(NPN):控制 VT2 的开关状态。
  • VT2(PNP,8550):控制 LED 的导通,提供电流。
  • LED:指示灯,发光元件。

2. 电流流动及 LED 亮灭分析

电路的工作原理是一个正反馈振荡过程,可以分为两个阶段:

(1) 初始状态(LED 亮)

  • 假设电容 C 是空的,VT1 (NPN) 处于截止状态。
  • 由于 VT1 不导通,VT2 (PNP) 通过基极电流导通,使 LED 亮起。
  • 此时,电流路径如下:
    • 正极 (BT) → R → 给 C 充电
    • BT → VT2(集电极)→ LED → 地(LED 亮)
  • 由于 C 充电,电容负极电压逐渐升高,基极电流逐渐增大。

(2) 触发翻转(LED 灭)

  • 当 C 充电到一定电压后,VT1 的基极-发射极电压达到 0.7V,VT1 开始导通
  • VT1 导通后,它的集电极电流迅速增大,拉低 VT2 的基极电压,导致 VT2 进入截止状态。
  • VT2 截止后,LED 断电熄灭
  • 同时,C 开始通过 VT1 放电,电容电压降低。

(3) 重新启动(进入下一周期)

  • 随着 C 放电,VT1 逐渐进入截止状态。
  • VT1 截止后,VT2 的基极电压重新升高,VT2 再次导通,LED 重新点亮
  • C 开始重新充电,进入新的振荡周期。

3. LED 为什么会亮?

你提到的 “LED 的正极接在电容的负极上,为什么会亮?” 这里的关键是 LED 的电流来自 VT2(8550 PNP)

  • 当 VT2 导通时,PNP 晶体管的集电极向 LED 提供电流,流向地(负极)。
  • LED 实际的正极电位是 VT2 提供的,而不是电容 C
  • 电容 C 主要是控制 VT1 导通/截止,并不直接影响 LED 的供电路径

4. 如何调整 LED 闪烁频率?

闪烁频率由 R 和 C 决定:

  • 增大 C(比如从 10µF 增加到 22µF) → 充放电时间变长,闪烁速度变慢。
  • 增大 R(比如从 470kΩ 增加到 1MΩ) → 充电时间变长,LED 亮的时间增加,闪烁变慢。

如果 LED 变成常亮状态,通常是:

  • C 充电太快,VT1 不能有效导通,导致 VT2 一直导通。
  • C 过大,使 VT1 一直导通,VT2 不能恢复导通状态

你可以调整 R 和 C,找到合适的闪烁频率。


5. 总结

  • LED 亮的电流来自 VT2,而不是电容 C
  • VT1 负责控制 VT2 的开关,使 LED 闪烁
  • C 和 R 共同决定闪烁频率,C 变大→频率降低,R 变大→亮灭周期增加

你可以试着用 不同颜色的 LED(如蓝色、白色),但需要适当调整 供电电压和 R 值,确保 VT2 能提供足够的电流。

如果你要用蓝色 LED(VF ≈ 3.2V),建议:

  • 供电电压提高到 5V 或更高
  • 调整 R 和 C,确保 VT2 仍能有效驱动 LED。

vt1 和vt2的關係以下也說明的更清楚

你提到的逻辑是对的,但 VT2(8550 PNP)实际上是在 VT1(NPN)截止时导通的,而 VT1 导通时,VT2 反而会截止! 下面我们再详细分析一下 VT1 和 VT2 的关系。


1. VT2 的工作逻辑

VT2(8550 PNP)的工作原理:

  • PNP 晶体管导通条件:基极电位必须比发射极电位更低(即 V_BE < 0)。
  • PNP 晶体管截止条件:如果基极电位接近发射极电位(V_BE ≈ 0V 或更高),则 VT2 截止。

在你的电路里:

  • VT2 的发射极接电源正极(VCC),所以它的基极必须要比 VCC 更低才会导通
  • VT1 的集电极连着 VT2 的基极,所以 VT1 控制 VT2 的开关状态。

2. 电路的两个状态

这个电路是一个正反馈自激振荡器,可以分为两个阶段:

(1) VT1 截止 → VT2 导通(LED 亮)

  • 假设刚开始时,VT1 还没导通(截止状态)
  • VT1 截止时,VT2 的基极电压是高的(比发射极低 0.7V 左右),所以 VT2 导通。
  • VT2 导通后,电流从 VCC → VT2 → LED → 地,LED 亮。

这时候,电容 C 正在通过 R 慢慢充电,使 VT1 的基极电压逐渐升高。


(2) VT1 导通 → VT2 截止(LED 熄灭)

  • 当 C 充电到一定程度,使 VT1 的基极电压达到 0.7V 时,VT1 开始导通
  • VT1 导通后,它的集电极电位被拉低(趋近 0V),VT2 的基极也随之被拉低。
  • VT2 的基极电压降低后,接近发射极电压,V_BE 变小,导致 VT2 截止
  • VT2 截止后,LED 断电熄灭

此时,电容 C 通过 VT1 放电,VT1 逐渐进入截止状态。


(3) 重新开始新周期

  • 当 C 放电完成,VT1 截止,VT2 重新导通,LED 再次点亮。
  • 这个循环持续进行,使 LED 闪烁。

3. 你的疑问

「VT2 的 B 极是由 VT1 的集电极过去的啊?不是应该 VT1 导通,VT2 才导通吗?」

你的理解刚好相反,VT2(PNP)在 VT1 截止 时导通,而在 VT1 导通 时截止。

关键点:

  • VT1 导通,VT2 截止(LED 灭)
  • VT1 截止,VT2 导通(LED 亮)

这个振荡过程就让 LED 持续地闪烁。


4. 你可以做的实验

你可以用万用表测量 VT2(8550 PNP)的基极电压:

  • LED 亮时,测 VT2 的 B 极(相对 GND):大约比发射极电压低 0.7V,说明它是导通的。
  • LED 灭时,测 VT2 的 B 极:接近 VCC,说明它是截止的。

这样你就能确认 VT1、VT2 的工作状态和你的理解是否一致了! 😊

chatgpt 認為書上可能有歧義的地方如下說明:

从你的照片来看,书上对这个电路的描述可能有些误导,或者它的表述方式让人容易误解。让我们再仔细分析一下:


1. 书上描述的关键点

书上提到:

  1. “VT1 截止,VT2 也处于截止状态,LED 熄灭。”
  2. “当电容 C 充电到 VT1 基极电压达到 0.7V 时,VT1 导通。”
  3. “VT1 导通的同时,电容 C 通过发射极放电。”
  4. “与此同时,VT2 导通,LED 亮。”
  5. “VT1 基极电压下降到 0.7V 以下时,VT1 截止,VT2 截止,LED 熄灭。”

2. 书上可能的错误或歧义

从电路图来看,它应该是一个PNP-NPN 交替导通的振荡器,而正确的逻辑应该是:

  • VT1 导通时,VT2 应该截止,LED 熄灭。
  • VT1 截止时,VT2 导通,LED 亮。

但书上却说:

  • VT1 导通时,VT2 也导通,LED 亮。
  • VT1 截止时,VT2 也截止,LED 熄灭。

这就与实际电路的工作原理不符。


3. 为什么书上的说法可能是错的?

  1. PNP 晶体管(VT2)的导通条件
    • VT2(8550 PNP)只有在**基极电位低于发射极(V_BE < -0.7V)**时才会导通。
    • VT2 的基极是由 VT1 的集电极控制的。
    • 当 VT1 导通时,它的集电极电压会降低,这会使 VT2 的基极电位接近发射极(V_BE ≈ 0),导致 VT2 截止。
  2. NPN 晶体管(VT1)的导通过程
    • VT1 由电容 C 充电控制,当 C 充电到一定程度(V_BE ≈ 0.7V),VT1 导通。
    • VT1 导通后,VT2 的基极被拉低,导致 VT2 截止,LED 熄灭。
  3. 放电过程
    • 电容 C 通过 VT1 放电,使 VT1 逐渐截止。
    • 当 VT1 截止后,VT2 重新导通,LED 亮。

4. 书上的可能误解

书上可能误解了 VT1 和 VT2 的导通关系,错误地认为:

  • VT1 和 VT2 是同时导通的,LED 亮。
  • VT1 和 VT2 是同时截止的,LED 熄灭。

但实际上:

  • VT1 导通时,VT2 截止,LED 熄灭。
  • VT1 截止时,VT2 导通,LED 亮。

5. 你可以如何验证?

你可以用万用表测量:

  1. 测 VT2 的基极电压:
    • LED 亮时,VT2 的基极应该比发射极低约 0.7V。
    • LED 灭时,VT2 的基极应该接近发射极电压(V_BE ≈ 0V),说明 VT2 截止。
  2. 测 VT1 的集电极电压:
    • VT1 导通时,集电极应该接近 0V。
    • VT1 截止时,集电极应该接近 VCC(此时 VT2 导通)。

6. 结论

书上的描述很可能是错的,或者至少表达不清,让人误解为 VT1 和 VT2 是同时导通或同时截止的。实际上,它们是交替导通的,只有这样 LED 才能实现闪烁。


你可以尝试实测一下,看看是否符合这个逻辑! 🚀

如果电池是3.9v电压, 模擬說明它的運作过程:

好的,我们详细分析 当电路由 3.9V 供电时,VT1 和 VT2 的工作状态,并结合电压变化来说明它们的导通与截止过程。


电路组件

  • VT1:NPN 三极管(如 8050)
  • VT2:PNP 三极管(如 8550)
  • C:电容(用于充放电)
  • R:电阻(用于限流与偏置)
  • LED:发光二极管
  • BT:3.9V 电源

1. 初始状态(LED 熄灭,VT1 截止,VT2 导通)

  • 刚接入 3.9V 电源时,电容 C 处于放电状态,VT1 的基极电压(V_B)≈ 0V,NPN 三极管 VT1 截止
  • VT1 截止时,其集电极电压 V_C 约等于电源电压(VCC = 3.9V)。
  • VT2 的基极由 VT1 的集电极控制,此时 VT1 截止 → VT2 基极电位比发射极低 0.7V,导致 VT2 导通,因此:
    • VT2 导通,LED 亮。
    • LED 电流流过 VT2,使 LED 发光。

2. 电容 C 开始充电

  • 电源电压通过 R 向电容 C 充电。
  • 随着时间推移,VT1 的基极电压(V_B)逐渐上升。
  • 当 V_B 上升到约 0.7V 时,VT1 达到导通阈值。

3. VT1 导通(LED 熄灭)

  • 当 V_B ≈ 0.7V 时,VT1 导通,集电极电压(V_C)迅速下降。
  • VT1 导通时,电容 C 通过 VT1 的发射极放电,使 VT1 进一步进入饱和状态。
  • VT1 的集电极电压 V_C 下降到接近 0V。
  • 由于 VT2 的基极连接 VT1 的集电极,VT1 的集电极电压 V_C 变低(约 0V),VT2 的基极-发射极电压 (V_BE) 也变小,最终导致 VT2 截止。
  • VT2 截止后,LED 断开,LED 熄灭。

4. 电容 C 逐渐放电

  • 电容 C 继续通过 VT1 放电,使 VT1 的基极电压逐渐下降。
  • 当 VT1 的基极电压下降到 0.7V 以下时,VT1 开始进入截止状态。

5. VT1 截止(LED 再次点亮)

  • 当 VT1 截止时,VT1 的集电极电压 V_C 再次升高到 3.9V(接近电源电压)。
  • VT2 的基极连接 VT1 的集电极,此时 V_C 变高,使 VT2 的基极电位比发射极低 0.7V,导致 VT2 重新导通。
  • VT2 导通后,电流通过 LED,使 LED 再次亮起。

6. 进入新的振荡周期

  • 电容 C 再次开始充电,V_B 逐渐上升。
  • 当 V_B 上升到 0.7V 时,VT1 又导通,VT2 截止,LED 熄灭。
  • 如此不断循环,形成 LED 的闪烁效果。

完整过程总结(以电压变化和导通/截止状态表示)

时间 VT1 基极电压 (V_B) VT1 状态 VT1 集电极电压 (V_C) VT2 基极电压 VT2 状态 LED 状态
初始 ≈ 0V 截止 ≈ 3.9V 3.2V 导通
充电 逐渐上升 截止 ≈ 3.9V 3.2V 导通
0.7V 0.7V 导通 ≈ 0V 0V 截止 熄灭
放电 逐渐下降 导通 ≈ 0V 0V 截止 熄灭
低于 0.7V < 0.7V 截止 ≈ 3.9V 3.2V 导通

结论

  1. VT1 和 VT2 交替导通,VT1 导通时 VT2 截止,VT2 导通时 VT1 截止。
  2. LED 亮灭的控制完全取决于 VT2,VT2 导通时 LED 亮,VT2 截止时 LED 熄灭。
  3. 电容 C 的充放电控制 VT1,使其进入导通或截止状态,从而间接控制 VT2 和 LED。
  4. 这是一个简单的电子振荡器,利用电容充放电时间,使 LED 形成规律的闪烁效果。

你可以尝试使用示波器测量 VT1 和 VT2 的电压波形,验证这个过程! 🎯

為何說电容一開始是放电狀態,在接上電的當下?

你的问题很好!让我们更精确地分析电容 C 在刚接入电源(3.9V)时的状态


1. 电容 C 在刚接电源时的状态

当电源 刚接入电路 时,电容 C 可能处于两种状态:

  1. 如果电容 C 是全新或之前已经放电完毕(即 C = 0V),那么它一开始会从 0V 开始充电
  2. 如果电容 C 之前已经有电荷,那么它的初始电压取决于上次电路断电时的状态,但一般情况下,我们假设它已经放电完毕。

所以,通常我们认为 C 在接通电源的瞬间是 0V,然后才开始充电。


2. 为什么说 “一开始 C 处于放电状态”?

这里指的是:在电源接通之前,电容 C 的电压为 0V,意味着它之前处于“放电状态”。

  • 由于 C 的初始电压是 0V,它需要通过电阻 R 充电,基极电压 (V_B) 才会开始上升。
  • 因为 V_B 一开始是 0V,VT1 也就不会导通(因为 NPN 三极管需要 V_B ≥ 0.7V 才会导通)。
  • 结果就是:VT1 截止,VT2 导通,LED 亮起。
  • 随后,C 通过 R 充电,V_B 上升,当 V_B 达到 0.7V 时,VT1 导通,电路状态开始翻转。

所以,这里的“放电”是指 C 在最开始没有电荷,或者是 C 先经历了放电过程,才开始新的充电周期。


3. 更精确的过程

  1. 接通电源时
    • 假设 C 一开始是 0V(未充电)。
    • V_B = 0V → VT1 截止。
    • VT1 截止 → VT2 导通 → LED 亮。
  2. C 开始充电
    • R 提供电流,C 逐渐充电,V_B 逐渐上升。
  3. V_B 达到 0.7V
    • VT1 开始导通 → VT1 集电极电压下降 → VT2 截止。
    • VT2 截止 → LED 熄灭。
  4. C 通过 VT1 放电
    • 当 VT1 导通时,C 开始放电,使 V_B 逐渐降低。
  5. V_B 低于 0.7V
    • VT1 截止 → VT2 再次导通 → LED 重新点亮。

然后电路进入循环。


结论

  • C 在电源刚接入时是 0V,意味着它“之前处于放电状态”,然后才开始新的充电过程。
  • 不是说它“放电后才充电”,而是“在充电之前,它的状态是放电完成的状态(0V)”
  • 这个过程的关键是 电容 C 影响 VT1 的基极电压,从而控制 VT1 和 VT2 的导通与截止,形成一个振荡循环

希望这样解释更清晰!如果还有疑问,欢迎继续讨论 😊

 

By Kevin

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