作者：李東偉

    用一節(jié)1.5V電池點(diǎn)亮LED存在著一個(gè)問題，因?yàn)長(zhǎng)ED的正向電壓高于電池的電壓。最簡(jiǎn)單的改進(jìn)辦法是采用一種步進(jìn)升壓DC／DC轉(zhuǎn)換器。本設(shè)計(jì)實(shí)例為低成本應(yīng)用提供了一種簡(jiǎn)單而可靠的替代方法。附圖中的電路采用了一種經(jīng)典的非穩(wěn)態(tài)振蕩器，由晶體管Q1和Q2組成。Q2集電極的方波驅(qū)動(dòng)信號(hào)使PNP開關(guān)晶體管Q3導(dǎo)通或截止。當(dāng)Q3導(dǎo)通時(shí)，它為電感L1充電，而當(dāng)它關(guān)閉時(shí)．電感L1通過LED反向釋放存儲(chǔ)的能量而升壓．因此能夠點(diǎn)亮任何類型的彩色LED。

    當(dāng)電池電壓為1.5V時(shí)．非穩(wěn)態(tài)電路的振蕩頻率為1／T0．其中：T0=TL+TH，而TL≈0.76R2C2和TH≈0.76R1C1，其中T0是周期時(shí)間，TL是導(dǎo)通時(shí)間．而TH是截止時(shí)間。采用附圖中的元件值時(shí)，頻率與占空比大約分別是28.5kHz和50％。在導(dǎo)通期間．晶體管Q3導(dǎo)通．而電感L1開始以恒定電壓充電，因此其電流線性地上升至一個(gè)峰值。該值如下式所示：IL1PEAK=[(VBAT-VCESATQ3)/L1]*TL，其中IL1PEAK是L1的峰值電流，VBAT是電池電壓，而VCESATQ3是Q3的集電極-射極飽和電壓。在截止期間．Q3截止．而電感電壓極性反轉(zhuǎn)．使LED正偏，電感以較高的峰值電壓通過LED放電．電壓大致等于LED的正向電壓。

    由于這個(gè)循環(huán)高速重復(fù)．因此LED看起來是穩(wěn)定發(fā)光。LED的亮度取決于自己的平均電流．它與峰值電流成正比。LED的電流大致是一個(gè)三角波，由于Q3的截止時(shí)間有限，其峰值電流約等于電感的電流．可以簡(jiǎn)單估算出平均電流：ILEDAVG≈0.5*IL1PEAK*(TDIS/T0)，其中TDIS是電感L1通過LED的放電時(shí)間，這個(gè)值可以從L1的放電斜率大致估計(jì)出來．為VLED/L1,VLED是LED的電壓。

 

 

    如要控制LED的亮度．可以改變電感的值來增加或減小電感的峰值電流，電感修改范圍為100μH至330μH，這樣可針對(duì)所采用的LED型號(hào)實(shí)現(xiàn)最佳亮度。但是，L1的充電斜率總是小于放電斜率，并且由于TL等于TH．L1有足夠的時(shí)間完全放電。當(dāng)它下一個(gè)循環(huán)充電時(shí)，其電流循環(huán)總是從零開始。如果不是這種情況(例如TH降得過大)．每個(gè)循環(huán)的電感電流都會(huì)增加到Q3脫離飽和時(shí)為止。由于最終電流值依賴于Q3的直流增益，因此變得無法預(yù)測(cè)?？捎靡粋€(gè)低頻門控信號(hào)驅(qū)動(dòng)可選晶體管Q4的基極，即可使LED閃爍。

  在電路元件選擇時(shí)．元件參數(shù)無特殊限制，其中的晶體管，使用任何小信號(hào)晶體管。但可能情況下，盡量為Q3選擇一個(gè)有高直流增益和低集射飽和電壓的PNP晶體管，以獲得最佳效率。另外，注意峰值電流不要使L1飽和，并且不會(huì)超過Q3和LED的最大額定峰值電流。非穩(wěn)態(tài)電路可在低至0.6V電源下開始工作．但LED不發(fā)光．當(dāng)電源電壓超過0.9V時(shí)發(fā)弱光。當(dāng)電源電壓超過1V時(shí)．LED有充足的亮度，不過這要取決于LED的正向電壓。如果不需附圖電路中的LED閃爍，可不用Q4管。