广告

深度解析焦耳小偷电路,如何榨干每一节废旧干电池

2018-01-23 阅读:
焦耳小偷电路是一个简约的自激振荡升压电路,只需三个元件:三极管、电阻、电感即可实现升压,成本低、易制作。它可以榨干一节废旧干电池上的所有能量,即使是那些在其它电路中已经被认为没电的电池。

常见一些电子类的发烧友DIY的焦耳小偷电路。YeWednc

这样的YeWednc

042ednc20180123YeWednc

这样的YeWednc

043ednc20180123YeWednc

还有这样的YeWednc

044ednc20180123YeWednc

焦耳小偷电路是一个简约的自激振荡升压电路,只需三个元件:三极管、电阻、电感即可实现升压,成本低、易制作。YeWednc

它可以榨干一节废旧干电池上的所有能量,即使是那些在其它电路中已经被认为没电的电池。在制作焦耳小偷电路时,一定要注意两个电感的方向相反。通常1.5V的干电池用完之后还会有1.1V左右的电压,说明此时电池内还有能量,只不过内阻变的很大,输出电流很微弱,已经无法驱动一般的电路,更无法点亮LED。而焦耳小偷电路可以通过磁感线圈产生高频脉冲电压,使LED导通,通过调整合适的参数,可以将电池电压升高10-100倍以上。YeWednc

045ednc20180123YeWednc

046ednc20180123YeWednc

下面这个对焦耳小偷电路的解析通俗易懂。YeWednc

焦耳小偷全解释

点亮一个LED:YeWednc

我们知道通常LED工作电压在1.7~3V,也就是说,要点亮LED我们需要一个高于1.7V的电压。YeWednc

那么最简单点亮LED的办法就是--如图:YeWednc

047ednc20180123YeWednc

二个电池叠加电压高于1.7V就能点亮LED。这是一个极简单的工作。YeWednc

现在我们来看下图:YeWednc

048ednc20180123YeWednc

在这里,我们将一个电感替代了一个电池,加了一个开关。YeWednc

这时LED是无法点亮的,因为其电压只有一个电池供电为1.5V。YeWednc

当我们按下开关时,电池仅向电感供电,电流在电感上形成磁场。YeWednc

这一过程我们且称之为电池对电感冲能。YeWednc

放开开关时,由电池叠加电感上的电压对LED放电,这是电压就高于1.7V,因而点亮LED。YeWednc

在这里电感充当了一个电池的作用,和普通电池不同的是,电感的能量是依赖电池。YeWednc

需要电池不断给电感充电,然后再对外释放。YeWednc

我们不可能一直不断的按动那个开关,另外让依赖我们手动,其工作频率也很低。YeWednc

那么LED一闪就灭,甚至很难被我们观察到LED在闪亮。YeWednc

这时我们就采取了一个三极管作为自动开关,来替代我们手动的开关。YeWednc

电路边演化为:YeWednc

049ednc20180123YeWednc

现在我们只要给三极管基极一个信号,就能控制三极管导通还是截至。YeWednc

只需周期性的给基极信号,那么三极管就充任了自动开关的角色。YeWednc

能完成将电池负载不断的从电感和LED之间转换。YeWednc

当电感成为负载时,电池对电感冲能,(三极管导通状态),当LED成为负载时,(三极管截至)电感释放能量。YeWednc

再看下图:YeWednc

050ednc20180123YeWednc

这里我们再加上一组反馈线圈,以便向三极管提供触发信号。YeWednc

当电感冲能时电感上存在电流,那么感应线圈就能为三极管提供触发信号,使得三极管导通。YeWednc

当电感冲能完毕,在电感上形成磁场,同时也产生一个感应电动势。该电动势会阻止电流在电感上流过。YeWednc

这是感应线圈上缺乏足够感应电流,无法维持三极管导通,此时三极管截至。YeWednc

就着样,三极管配合电感形成导通-截至-导通-截至不断循环。YeWednc

就相当于以上说明中那个开关,不断通断。YeWednc

那么最后,我们还得为三极管加上保护,以避免三极管基极被击穿。这样就形成了焦耳小偷的电路:YeWednc

051ednc20180123YeWednc

现在我们应该明白焦耳小偷的一般性常识了,由此也知道在制作焦耳小偷时各个元件都担任什么作用。YeWednc

那么也明白只要是三极管,都能用于制作焦耳小偷,只要这个三极管还存在截至能导通的能力。YeWednc

放大倍数,工作频率这些都能忽略。YeWednc

只要能提供信号能维持三极管进行导通和截至的工作,即便是可控硅,达林顿复合管之类也能胜任。YeWednc

这里需要注意的是:YeWednc

1、电感需要高的磁导率,因为电感对外提供能量,完全依赖它存储的磁能转化为电能。由此知道,该电感在通电时所能存储磁能越大,那么提供的能量也越高。YeWednc

2、焦耳小偷对外提供的是脉冲直电流,并非交变电流。YeWednc

3、任何电子电路都要消耗电能,而焦耳小偷消耗的仅仅是在电感上的略微损失和开启三极管导通的些许能量。YeWednc

这也是焦耳小偷的神奇之处,如果我们制作一个单管自激振荡,形成交变电流,再由变压器升压。YeWednc

同样能提升电压,但是这个过程中负担电子电路所消耗的能量要比焦耳小偷大的多。YeWednc

那么到此焦耳小偷的概念应该都说明了,剩下的是题外话。YeWednc

正如我们看到的第一张图,如果我们有足够的电池,那么就不需要什么焦耳小偷了。YeWednc

如果我们有足够的能量,那么也能随便点亮LED,焦耳小偷也没意义了。YeWednc

那么我们制作一个焦耳小偷的意义呢?这么有待研究。YeWednc

现在我们仅仅为了点亮LED,利用用过的电池里残存的电能来为我们做最后的工作。YeWednc

这是我们要求焦耳小偷有一个很低的启动电压。YeWednc

通常NPN型的三极管最低工作电压为0.7V,PNP型的三极管则为0.3V。YeWednc

那么我们知道应该采用什么样的三极管更为合适,更能榨干可怜的电池。YeWednc

(来源:百度贴吧)YeWednc

20160630000123YeWednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
您可能感兴趣的文章
  • 从一个二十年前的电路开始,改造面包恒温发酵器 最近,读者John说他需要一种方法来控制发酵面团的温度,我很高兴他可能会考虑将我的TBH电路应用于解决他的问题,但在这种情况下,这确实有点小题大做。因此,我开始思考,是否有一种更简单的拓扑结构可以像TBH电路一样解决他的面团发酵问题,同时节省一些成本和精力···
  • 将锂金属电池寿命提高750%,竟然只需要“水”? 随着新能源汽车、移动设备等领域的快速发展,高性能电池的需求日益旺盛,锂金属作为新一代阳极材料,因具有高能量密度、轻量化等优点,备受关注。然而,锂金属电池所存在的寿命短、易起火或爆炸等问题,限制了其广泛的商业应用···
  • 按下ON还是按住OFF,将这种开关电路升级到交流电 2024年10月14日,Nick Cornford发布了一个名为“按下去再按上来,这种开关有哪些门道?”的设计实例(DI)。对于直流电压来说,这是一个非常有趣的DI,但对于交流电压呢?
  • 协同创新,助汽车行业迈向电气化、自动化和互联化的未来 汽车行业正处在电动化和智能化的转型过程中,而半导体企业站在这一变革的最前沿。这一转型带来了重大发展机遇,也带来了诸多挑战,需要颠覆性的技术以及更短的开发周期。加强半导体制造商、一级供应商和汽车制造商之间的合作,对于应对这些复杂情况及推动行业迈向电气化、自动化和互联化的未来至关重要···
  • 将单电源单端输入改成伪A/B类差分输出放大器 该放大器采用Barrie Gilbert的微混频器拓扑结构可将单端输入转换为单电源A/B类电流输出···
  • 加强低功耗FPGA的领先地位 在快速发展的技术领域,从以云端为中心到以网络边缘为中心的创新转变正在重塑数据的处理和利用方式···
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告
    向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了