|
本設計實例介紹了兩個版本的指示燈電路，當電池放電時它能從綠色改變到紅色。雖然有許多電路可以完成這類任務，但一般的電路都太過復雜， 而且成本高。本設計實例所述的方法使用了數量絕對最少的低成本器件：1個雙色LED和4個其他元件。 圖1顯示的是最簡單的版本。當B+ 端是9 V 時， 僅綠色LED 會被點亮，因為Q1基極電壓是1.58V，發射極電壓是二極管電壓VD(典型值為1.8V)，這使得Q1處于關斷狀態。隨著電池電壓的下降，D2兩端的電壓幾乎保持不變，但基極電壓會逐漸下降到Q1開始導通的值。此時電流將分流進D1—紅色LED，并且接收到的電流會越來越大，直到所有電流流向紅色LED。 圖1：基本的電壓/電池監視電路。 對于典型的雙色LED來說，正向電壓差為0.25V，這也是從綠色到紅色的轉換電壓。導致顏色完全改變的B+端電壓變化等于0.25V乘以R1和R2的分壓值： 0.25V×[1+(R1/R2)] 這個轉換的中心電壓是VD-VBE，約為1.2V(VD隨溫度的大多數變化也要減去)。考慮各種因素，B+端電壓從7.1V變到5.8V時將導致LED從綠色變到紅色。 不同的LED 組合具有不同的壓差，而這個壓差有可能不足以實現完整的顏色轉換，但通過給D2串聯一個二極管，這個設計仍然可以使用。 圖2用一個齊納二極管代替了R1，創建了一個轉換窄得多的電路。這個電路不再有分壓效應。B+端0.25V的變化就會改變LED顏色。轉換點是1.2V+VZ(對于圖中所示器件約為7.2V)。 圖2：基于齊納管的電路。 這個電路的缺點是受限于標準的齊納管電壓。實際的低壓齊納管可能具有很軟的拐點， 因此情況更加復雜，很難預測這個電路在小電流時VZ會是多少。避免這個問題的變通方法是給齊納管串聯一個電阻，從而允許對電壓進行一定程度的調整，代價是轉換電壓會高一些。 圖中所示的電阻值會產生1mA的漏電流。對于高亮度LED來說，室內使用是足夠了。但如果使用的是9V電池，那么即使是這個小電流也很顯著，因此需要考慮在額外電流與不需要時單元電路仍然工作的風險之間進行折衷(如果是為了體會這種電壓監視器的用途而忘了關斷電路，通常只需要更換一次電池)。 這種方法也能在過高電壓下完成綠色到紅色的轉換，只需將Q1換成NPN(并且交換發射極和集電極)。用NPN和PNP都可以創建一個窗口比較器。 考慮到圖1電路相對寬范圍的轉換，它最適合9V電池采用，但圖2所示電路經過適當改造可以適合其他電壓。 |
