怎樣用LED模擬白熾燈泡

原理圖

工作原理

該電路由三個主要子電路組成：三角形振蕩器，PWM發(fā)生器和電容器充電/放電電路。第一個子電路，即三角形振蕩器，由運算放大器U1A和U1B組成，其中U1B配置為積分器，而U1A配置為施密特觸發(fā)器。積分器的輸出連接到施密特觸發(fā)器的輸入，這導致四個條件：

如果積分器的輸出電壓超過上限閾值，施密特觸發(fā)輸出開關(guān)低電平

如果積分器的輸出電壓超出下限閾值，施密特觸發(fā)輸出開關(guān)高電平

如果施密特觸發(fā)器的輸出高電平，則積分器的輸出電壓穩(wěn)定增加

如果施密特觸發(fā)器的輸出低，則積分器的輸出電壓穩(wěn)定下降

這四個條件的結(jié)果是U1B輸出端的連續(xù)三角波形。順便提一下，該振蕩器也產(chǎn)生方波，可以在U1A的輸出端找到。該電路對于那些想要與三角波同相的方波特別有用。但為什么我們?yōu)檫@個LED驅(qū)動電路配備了一個振蕩器呢？答案在于PWM，脈沖寬度調(diào)制。

當白熾燈泡打開和關(guān)閉時，它們不會立即這樣做。相反，它們需要時間來打開和關(guān)閉，這是現(xiàn)代LED燈不能做的事情。因此，為了用LED模擬這種效果，我們需要一個電路來有效地控制亮度。使用LED的最常見方法之一是使用PWM發(fā)生器。在我們的電路中，我們采用U1A和U1B產(chǎn)生的三角波形并將其饋入比較器U2B。由U2B產(chǎn)生的PWM輸出將與負輸入引腳相關(guān)，使得該引腳上的較高電壓將導致具有較低占空比的PWM波形（即，比開啟更多的關(guān)閉）。負輸入引腳上的電壓越小，占空比就越高（即，更多的開啟比關(guān)閉）。由于LED連接到由U2B控制的晶體管開關(guān)（Q1），負極引腳上的大電壓會使LED變暗，而小電壓會使LED變亮。

現(xiàn)在我們有一個LED，其亮度可以通過電壓控制，我們需要產(chǎn)生一個非常類似于舊白熾燈泡的電壓信號。對于這個電路，我們使用一個簡單的RC電路，大約需要2秒鐘才能完全充電/放電。因此，當該電路的輸入（ON/OFF）連接到GND時，LED開始導通，當輸入連接到VCC時，LED逐漸關(guān)閉。

該項目可以使用許多不同的電路構(gòu)造技術(shù)構(gòu)建，包括面包板，條形板，矩陣板，甚至PCB。最初，我為這個項目設(shè)計了一個PCB，但是這個板因為不明原因而失敗了。目標是將這個電路變成一個小模塊，可以安裝轉(zhuǎn)換LED燈，因此使用了所有表面貼裝部件。我成功地制作了PCB，但是當打開時，其中一個LM358產(chǎn)生了所有神奇的煙霧！因此，此處顯示的是面包板版本。