自动转换开关
发表时间: 2024-02-01 13:05:02 作者: 新闻中心
许多电气和电子设备的运行都需要直流或交流电源。交流电主要通过交流电源提供,而直流电则通过电池提供。然而,在某些情况下,交流电源(由于停电)或直流电源(由于电池使用寿命有限)会出现短缺。未解决这个问题,我们通常会遇到许多替代方案。例如,我们大家可以在紧急状况下使用发电机或逆变器,在主电源关闭时获得交流电。同样,在直流电源方面,我们大家可以使用电池或
本文将介绍自动转换电路的原理、设计和操作,在该电路中,一系列 LED 等直流负载可由电池或交流-直流电源驱动。
该电路基于 555 定时器的双稳态工作原理。在该模式下,定时器输出为高电平或低电平,取决于触发器和复位引脚的状态。定时器输出端与一个晶体管相连,晶体管充当开关,根据定时器输出的不同而开启或关闭。两个串联的 LED 灯用作负载。晶体管关闭时,LED 由交流-直流电源驱动;晶体管打开时,LED 由电池驱动。
第一步是选择稳压器。由于我们的要求是驱动两个串联的 LED 和一个肖特基二极管,因此我们最终选择了能产生 9V 电压的 LM7809 稳压器。由于稳压器的输入电压必须至少为 12V,因此我们确定输入电压约为 20V。
下一步是选择变压器。由于初级电压为 230V,而所需的次级电压约为 20V,因此我们大家可以选择 230V/20V 的基本变压器。
第三步是选择桥式整流器的二极管。由于变压器次级的峰值电压约为 28V,因此桥式整流器的总 PIV 约为 112V。因此,我们应该 PIV 值大于 112V 的二极管。在此,我们最终选择 PIV 值约为 1000V 的 1n4007。
最后一步是选择滤波电容器。 电容器的峰值电压为 26V,调节器的最低输入电压为 12V,允许的纹波约为 14V。电容值的计算公式为:C = I (Δt/ΔV) ,其中 I 为稳压器静态电流和所需负载电流之和。代入这些数值,我们大家可以得到约 17uF 的值。在此,我们最终选择 20uF 的电解质电容器。
当 555 定时器配置为双稳态多频振荡器时,其输出为高或低逻辑信号。在这里,个人会使用简单的逻辑:当触发引脚接地时,输出为高逻辑信号;当复位引脚接地时,输出为低逻辑信号。在这里,555 定时器的输出连接到晶体管 BC547 的基极。
开关 S1 位于任意位置时,电路开始运行。当开关 S1 位于位置 1 时,555 定时器的复位引脚接地。在内部,该复位引脚是 SR 触发器的复位引脚,因此 555 定时器的输出为低逻辑信号。由于 Q1 的基极发射结是反向偏置的,因此它处于截止位置。负载 LED 通过肖特基二极管直接连接到稳压器的输出端。这就是交流直流电源电路的工作原理。交流电首先通过变压器降压,然后通过桥式整流器转换为不稳定的波动直流电压。波动直流电压中的交流波纹由滤波电容器消除。然后,稳压器将未稳压直流电压转换为稳压直流电压。
当开关 S1 位于位置 2 时,555 定时器的触发引脚接地。这使得 555 定时器的输出为逻辑高电平信号。因此,Q1 的基极发射结被正向偏置,晶体管被驱动至饱和状态,从而处于导通位置。在此我们应注意两点:首先,肖特基二极管现在不导通,因为二极管阴极和阳极之间的电压差为零,即在结点处没有电位差。其次,LED 现在通过电阻和晶体管偏置,并由电池电压驱动。
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