《无线电》
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干电池LED应急灯——《无线电》2013.06
2013-07-18 15:19:58目前，大部分应急灯都是充电式的，即使用蓄电池供电。这种应急灯一旦忘记充电就无法点亮，达不到应急的目的。本文介绍的干电池LED应急灯，采用干电池供电，不怕忘记充电，电用完后，可以直接更换电池，使用十分方便。用4节1号电池可连续工作6～8h。同时采用开关电源降压，节省用电，并有电量指示功能。
工作原理
电路图如图1所示。时基电路IC1等元件构成一个约20kHz的多谐振荡器。当开关S打开后，电源通过R1和R2对电容C2充电，这时，6、2脚电压较低，使输出端3脚为高电平。随着充电的进行，当6、2脚的电压上升到2/3V DD时，3脚输出低电平。这时，7脚内部放电管导通，电容C2通过R2和内部放电管放电，使6、2脚电压降低。当6、2脚的电压降到1/3V DD时，3脚输出高电平，7脚内部放电管截止。电源又通过R1和R2对C2充电，如此反复形成振荡。很显然，由于R1阻值远大于R2，故占空比较小，即一个周期内3脚高电平时间大于低电平时间。
三极管VT1和VT2主要用于增大输出电流。为节省用电，电路使用了CMOS型时基电路，它的3脚输出电流较小，约几毫安，无法供后面的电路使用。显然，当IC1的3脚为高电平时，三极管VT1和VT2同时导通；3脚为低电平时，同时截止。电感线圈L、二极管VD1以及电容C4构成滤波电路。当三极管VT2导通时，电源通过VT2加到电感L上，把一部分电能转化为磁场能。同时，电源还对C4充电并向负载LED（LED1～LED12，下同）供电。当三极管VT2截止时，电感L中的磁场能又转化为电能向LED供电。二极管VD1的作用是续流，即VT2截止时，电感L中的电流通过LED管和VD1构成回路。由于VT2的e-c极和电感分去了一部分电压，所以在LED上的电压变低了。
为了保证电源电压在3.8～6V变化时，LED上的电压保持不变，由IC2、IC3以及
RP组成一个精密稳压电路。当LED上的电压变大时，由于比较器IC3的同相输入端电压为2.5V（由基准源IC2设定），反相输入端电压会大于2.5V，IC3的输出为低电平。这时，由于IC3的输出端接IC1的4脚，使时基电路IC1的4脚电压低于0.7V，振荡电路停振，LED的电压降低。反之，LED上的电压变小时，4脚电压高于0.7V，振荡电路又开始振荡，这样就使得LED上的电压不变。微调电阻Rp用于调节LED上的电压，这里把LED的电压调为3.1V。
■ 图1
电路图
为了使电路连续工作时能知道干电池电量的使用情况，由IC4-1～IC4-3等元件组成一个电量指示电路。由于IC4中的3个比较器反相输入端，通过分压电阻接基准源IC2的2.5V稳压输出端，就得使反相输出端电压分别是1.5V、2V和2.5V。当电池电压在5～6V时，由于各比较器的同相输入端电压都高于反相输入端电压，发光管LED13～LED15都发光，表示电量充足。当电压降到4～5V时，IC4-3的同相输入端电压小于反相输入端电压，输出低电平，LED15灭，这时只有LED13和LED14亮，表示电量一般。当电池电压降到3.5～4V时，IC4-2的同相输入端电压也低于反相输入端电压，输出低电平，LED14灭，这时只有LED13亮，表示电量即将用完。当电池电压降到3.5V以下时，由于IC4-1的同相输入端电压也小于反相输入端电压，输出低电平，这时LED13～LED15全灭，表示电池电量用完。这里稳压电路和电量指示电路共用一个基准源。
元件选择
时基电路IC1用CB7555。三极管VT1用9013，β
为150～200。VT2用8550，β为200～250。电感L用Ф 0.36mm漆包线在EE16磁芯上绕110匝制作而成。如一时买不到这种磁芯，也可以用节能灯中的电感磁芯代用。制作好的电感L如图2所示。IC2用三端可调基准源TL431。IC3用CMOS型双运放TLC27L2CP。IC4用TTL型四运放LM324。发光管LED1～LED12用Ф5mm发白光的草帽管。LED13～LED15用Ф3mm发红光的LED。微调电阻RP用10kΩ立式的。开关用1×2的钮子开关。电池用1号干电池4节。其他元件无特殊要求。
图2 制作好的电感L
制作
先制作一个LED灯的灯头。找一块覆铜板，用美工刀切出15mm×60mm的3块，对每块覆铜板打孔，将发白光LED等距离焊上（每块板上焊4只），用AB胶将3块板按三角形粘在一起，再用铝胶纸剪出孔后贴在3块板上，以增加反光效果，制作好的灯头如图3所示。再找一根Ф25mm的白色塑管，用锯锯下长度为110mm的一段作为支撑管。用电钻在上面钻出3个Ф3mm（竖直方向）的小孔，并设法将3只LED指示灯装上。
图3 制作好的灯头
