Разбор схемы моргающего диода. Электроника часть 3

Практика Электричество Электроника Схема

Продолжу рассмотрение не сложных схем с Интернета. На таких проще тренироваться и понимать, что там происходит.

Нашел такую статью — Светодиод-моргалик

Схема до боли простая. Но вот захотелось мне поэкспериментировать: изменить частоту моргания, длительность моргания. Понятно, что все хотелки можно решить изменением емкости конденсатора или резисторов, кстати их зачем-то два. Какой из них на что влияет. Уверен опытные электронщики быстро сообразят. А я сразу побежал моделировать. Ибо не могу визуально оценить процессы проходящие на схеме. Увы.

Автор статьи, в принципе, в комментарии рассказал как работает схема, но тезисно. Попробую подкрепить рассчетами.

И так начнем. Как всегда схема в LTSpice:

Этап 1: представим включение источника питания. Конденсатор начинает заряжаться по участку цепи, изображенному ниже:

Транзистор Q1 закрыт все основное напряжение падает сейчас на R2, разность потенциалов между базой и эмиттреом транзистора Q1 меньше 0.7 В, постепнно конденсатор заряжается, уменьшается ток и разность потенциалов между базой и эмиттером Q1 увеличивается. Попробуем рассчитать время заряда конденсатора на 0.7 вольт:

(формула 1) t = -(R2+R3)*C1*ln(1-Uc/Uпит), т.е -(470кОм+100Ом)*100мкФ*ln(1-0.7/4.5)=7.9 секунды. Это время до вклюения диода.

Этап 2: транзистор Q1 открывается, Q2 тоже открывается, ток базы транзистора Q2: IbQ2=(Uпит-UbeQ2)/R1 = (4.5-0.7)/1000Ом=4.2мА, предположительно эмитер-коллекторный переход транзитора Q1 немного скушает напряжения. поэтому я им пренебрег и посчитал равным Uпит. Т.е Q2 вероятнее всего в насыщении, т.к IbQ2*бетта уж очень большое получится.

Кода транзисторы открылись, началась реакция разраяда конденсатора по участку ниже:

Т.е время разрядки условно можно сичтать 5*(R3*C1)=5*100Ом*100мкФ=0.05с (формула 2)

Далее, когда заряд конденсатора C1 стекает транзистор Q1 и Q2 запираются и все процессы начинают протекать циклически — т.е начинается зарядка конденсатора.

А вот и сама диаграмма как менялось напряжение на диоде:

Временные интервалы фактически совпали с рассчетными данными.

Ниже попробую поэкспериментировать со значениями C1 и R2, R3 чтоб увеличить частоту морганий или длительность:

- - -
если увеличить C1 до 220мкФ не изменяя R2 и R3,то получим: время в погашенном состоянии 17.5 сек (рассчитано по формуле 1), время горения диода: 0.11с. Как видно на диаграмме рассчетное время совпадает(визуально)
уменьшим R2 до 100KОм — полчим более частое мерцание диода: время в погашенном состоянии 1.7 сек
А вот с помощью R3 можно контролировать длительность горения диода, попробуем увеличить его до 2000Ом время в погашенном состоянии — 7.98 с, т.е фактически не изменилось, а вот время разрядки — 1 сек

Только если сильно уменьшать R2 и увеличивать R3, то моделирование показывает, что генерация импульсов прекращается.

Попробую проверить экспериментально. Об этом расскажу в следующей статье.

Добавить комментарий

Следующая запись Предыдущая запись