夜灯,原理图和功能

电器工程 电路设计 光传感器
2022-01-24 21:44:32

我最近以 1 美元的价格买了一个 el-cheapo 夜灯,只是想看看他们如何设法将成本降到如此之低。我希望充其量会遇到一个便宜的稳压器,甚至是一个桥式整流器,但唉!这里不存在。我只是不知道这里的电路如何或为什么在电源(240V)电压下工作。它在操作过程中确实会变热,但无论如何我都不会使用它,所以它对我来说只是一个学习道具。我不知道标有“J6”的 SOT 部分是什么,如果它是晶体管,是什么样的。请帮我弄清楚它是如何工作的以及“J6”可能是什么。

编辑: R2是LDR,其他电阻是贴片电阻,电容是电解电容。

董事会看起来像这样: 木板 板2

我按原样绘制了示意图:

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

4个回答

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

图 1. OP 逆向工程的重绘。

  • 如果您的电路正确,那么我们可以看到三个降压电阻 R3、4 和 5,以及一个半波整流器 D4。在 240 V 时,通过电阻器的电流将为 \$ I = \frac {240}{8k2 + 8k2+8k2} = 10~mA \$ 但使用整流器时,它的平均值将是该值的一半。
  • 从您的示意图中不清楚,但我怀疑 R2 是光传感器 - 一个 LDR。当感应到光时,电阻会下降,Q2 将打开。这会将 C1 上的直流“分流”到地并关闭 LED。这将使用户感到舒适,给人的印象是该装置没有浪费电力,而事实上,无论它是打开还是关闭,它都在以恒定的功率运行。如果省略 R1、2 和 Q2,对功耗没有影响!
  • 每个电阻器的功耗为 \$P = I^2R = (5m)^2 \cdot 8k2 = 205~mW \$ 对于那些 SMD 电阻器来说可能有点偏高。

使用浪费的分流器来关闭LED而不是切断电源的原因可能是:在“on”和“off”两种状态下,业务端都在低电压下工作,只需R3,R4,R5,D4额定高电压。

这有点狡猾:如果您试图在白天切断电流,以节省电力,晶体管的额定电压必须达到峰值电源电压(350V 或更高),这会增加一些费用以及(可能)更多的安全问题。

搜索“J6 SOT23 晶体管”得到S9014:一个完全普通的 NPN 晶体管,额定 Vce <= 45V 和 Ic=100mA。

如果任何一个 LED 出现开路故障,晶体管可能会在下次变暗时出现过压故障,除非电容器首先出现故障。

我希望它已经过测试并证明不会在该故障模式下引发火灾 - 考虑到价格,实际功能和维修不是问题。

LED 和 D4 构成一个简单的半波整流器。电阻器 R3、R4 和 R5 提供必要的电流限制。C1 提供了非常简单的解耦。当 LDR 点亮时,它的电阻非常低,晶体管 Q1 的基极获得足够的电流来开启,可能会饱和。这有效地使 LED 短路,因此它们关闭。当环境光熄灭时,LDR 为高阻值,Q1 的基极几乎不接收电流,使其更像是开路,因此电流流过 LED。

有趣的是,当 LED 熄灭时,电阻器和 D4 仍然只是在浪费电能。便宜便宜便宜!我假设出于功耗原因,设计人员串联使用了三个不同的电阻器,而不仅仅是一个,但这也可能是成本问题。

为 Cap 充电的峰值电流将大于 LED 的平均电流。峰值 LED 电流由总电阻定义,R 系列我们可以忽略 LED 的 ESR 和电压降

上限仅将闪烁从 100% 减少 15%,我们可以从 LED ESR 确定。

忽略我们拥有的 LDR/NPN 禁用电路;

240Vrms 半波 50Hz 输入。

负载从照片显示为 75mW 额定白色 LED,其 ESR=​​1/Pd = 13.3 +/-?乘以 3 个串联 LED,= 40 欧姆

因此峰值电流为 1.414*240V/(3*8k2)=14mA

  • 从 RMS 的半波峰值到等效直流的转换是 root2*rms/2
  • 因此平均 LED 电流变为 Vrms/Rtotal 或 10mA
  • 在 10:1 和 100uF * 40 Ohms= 4ms 或线脉冲电流间隔的 25% 的亮度范围内,Vf 仅变化 10%
  • 并且使用半功率强度而不是 10:1 我们期望 LED 闪烁电流接近 15% 占空比 ON
  • 并且上限峰值充电电流是平均 10mA 放电的 10 倍。
  • 较大的电容会减少闪烁,但由于小型廉价电容的 RMS 纹波电流额定值会提高成本。

  • 我们还希望电阻器以 > 1500 V 的峰值电压闪过并在附近有闪电时烧毁