從小偷到神偷的過程:焦耳小偷電路是什么?
發(fā)布時(shí)間:2019-07-18 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】當(dāng)然這里的“焦耳小偷”不是真正意義上的小偷,正確來說應(yīng)該是一個(gè)升壓電路,此電路有個(gè)特點(diǎn):低電壓時(shí)也可以正常使用,將本來用不到的能量提取出來,徹底榨干電源的所有能量,獲取額外能量。
當(dāng)然這里的“焦耳小偷”不是真正意義上的小偷,正確來說應(yīng)該是一個(gè)升壓電路,此電路有個(gè)特點(diǎn):低電壓時(shí)也可以正常使用,將本來用不到的能量提取出來,徹底榨干電源的所有能量,獲取額外能量。
簡單的焦耳小偷電路
焦耳小偷是一個(gè)非常簡單的電路,一粒三極管、一個(gè)電阻和一個(gè)小變壓器就可以組成焦耳小偷。它的工作電壓可以很低,最低可以到0.7v,也就是三極管的開啟電壓。這也正是它的神奇之處。
由于發(fā)光管的工作電壓高于一節(jié)電池電壓1.5V,所以一節(jié)電池不能使發(fā)光管工作。這個(gè)電路就是讓一節(jié)電池驅(qū)動(dòng)發(fā)光管工作用的。如下圖所示,磁環(huán)上繞的兩組線圈,電阻,三極管組成振蕩電路,使三極管工作在持續(xù)導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)。電阻提供三極管基極偏流。發(fā)光管接在三極管的C、E腳之間,當(dāng)三極管從導(dǎo)通狀態(tài)關(guān)斷時(shí),磁環(huán)上的繞組會(huì)維持電流不變,從而產(chǎn)生高于電源電壓1.5V的過沖電壓,超過發(fā)光二極管的工作電壓,使發(fā)光管發(fā)光。
這里需要注意的是:
1、電感需要高的磁導(dǎo)率,因?yàn)殡姼袑ν馓峁┠芰浚耆蕾囁鎯?chǔ)的磁能轉(zhuǎn)化為電能。由此知道,該電感在通電時(shí)所能存儲(chǔ)磁能越大,那么提供的能量也越高。
2、焦耳小偷對外提供的是脈沖直流,并非交變電流。
3、任何電子電路都要消耗電能,而焦耳小偷這個(gè)電路的能量消耗只有少許的電感損耗和三極管導(dǎo)通損耗。
這也是焦耳小偷的神奇之處,如果我們制作一個(gè)單管自激振蕩,形成交變電流,再由變壓器升壓,同樣能提升電壓,但是這個(gè)過程中電子電路所消耗的能量要比焦耳小偷大的多。
正如我們看到的第一張圖,如果我們有足夠的電池,那么就不需要什么焦耳小偷了。為了點(diǎn)亮LED,利用用過的電池里殘存的電能來做最后的工作,這時(shí)要求焦耳小偷有一個(gè)很低的啟動(dòng)電壓。通常NPN型的三極管最低工作電壓為0.7V,PNP型的三極管則為0.3V。那么我們知道應(yīng)該采用什么樣的三極管更為合適,更能榨干可憐的電池。
標(biāo)準(zhǔn)焦耳小偷電路
一個(gè)簡單的焦耳小偷電路可用三極管、電阻和電感線圈組成。我們先來分析一下這個(gè)電路:一般來說根據(jù)能量守恒定律,由于電路的電源能量轉(zhuǎn)化存在著各種的損耗,電源中剩余的少量能量,會(huì)因?yàn)閮?nèi)阻變大,輸出電流減弱,而無法驅(qū)動(dòng)一般的電路,所以電源中的能量利用率最多也只能達(dá)到75%左右。焦耳小偷的工作原理是借助電感線圈的電感屬性提升高頻脈沖電壓,通常可以將1.5V~0.5V的電壓提升到3V~5V,一般能量利用率可以達(dá)到80%左右,能量的損耗也就沒有多少了。
這里需要注意的是:
1、焦耳小偷提供的是脈沖直流,不是交變電流;
2、電感線圈的匝數(shù)越少,電壓就越??;線徑越大,電流越大;
3、輸出電壓的增加是以更高的輸入電流的損失為代價(jià)的;
4、過放的電源容易損壞;
5、萬能表不能測焦耳小偷的電壓,需加高頻整流電路否則不準(zhǔn);
6、升壓效率和穩(wěn)定性比較差;
焦耳小偷電路聽起來還蠻有趣的,可惜其現(xiàn)在最常見的應(yīng)用大概就是電蚊拍了,除此以外并沒有什么其他運(yùn)用,使用價(jià)值很有限。
焦耳神偷電路
點(diǎn)亮單色LED的電路圖:
點(diǎn)亮七色LED的電路圖:
警告提示:您的干電池已經(jīng)被榨干,請按照回收處理方式進(jìn)行處理。落在電子工程師手里的電池真是不容易啊......
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