如图所示为太阳能草坪灯电路。白天有太阳光时,由
BT1
把光能转换为电能,由
VD1
对
BT2
充电,由于有光照,光敏电阻呈低阻,
VQ4 b
极为低电平而截止。当晚上无光照时光敏电阻呈高阻,
VQ4
导通,
VQ2 b
极为低电平也导通,由
VQ3
、
VQ5
、
C2
、
R6
、
L1
组成的
DC
升压电路工作,
LED
得电发光。
DC
升压电路其核心就是一个互补管振荡电路,其工作过程为:
VQ2
导通时电源通过
L1
、
R6
、
VQ4
向
C2
充电,由于
C2
两端电压不能突变,
VQ3 b
极为高电平,
VQ3
不导通,随着
C2
的充电其压降越来越高,
VQ3 b
极电位越来越低,当低至
VQ3
导通电压时
VQ3
导通,
VQ5
相继导通,
C2
通过
VQ5 ce
结、电源、
VQ3 eb
结
(
由于
VQ2
导通,我们假设其
ec
结短路,
VQ3 e
极直接电源正极
)
放电。当放完电后
VQ3
截止,
VQ5
截止,电源再次向
C2
充电,之后
VQ3
导通,
VQ5
导通,
C2
放电,如此反复,电路形成振荡,在振荡过程中,
VQ5
导通时电源经
L1
和
VQ5 ce
结到地,电流经
L1
储能,
VQ5
截止时
L1
产生感应电动势,和电源叠加后驱动
LED
,
LED
发光。本可以提高电池电压直接驱动
LED
,以提高效率,但电池电压提高,相应的太阳能电池价格也大幅提高,只要电路元件设置合适,其效率还是可以接受的。当白天充电不够时
(
如遇上阴雨天等
)
,
BT2
可能发生过放电,这样会损坏电池,为此特加
R5
构成过放保护:当电池电压降至
2V
时,由于
R5
的分压使
VQ4
基极电位不足以使
VQ4
导通,从而保护电池。增加
R5
会影响
VQ4
的导通深度。我们可以选用高口值的晶体管来降低这种影响,这是一个折衷的办法。
元器件选择:
BT1
选用
3.8V
/
80mA
太阳能电池板,单晶硅为好,多晶硅次之;
BT2
选用两节
1.2V
/
600mA Ni-Cd
电池,如需要增大发光度或延长时间,可相应提高太阳能板及电池功率。
VQ2
、
VQ3
、
VQ5
的
β
在
200
左右,
VQ4
需
β
值大的晶体管。
VD1
尽量选管压低的,如锗管或肖特基二极管。
LED
可选用白、蓝、绿色超高亮度散光或聚光。当选用红黄橙等低压降
LED
时,电路需重新设定。
R3
、
R5
建议选用
1%
精度电阻;
R4
用亮阻
10kΩ
~
20kΩ
,暗阻
1M
Ω
以上的光敏电阻。其他电阻可选用普通碳膜
(1
/
4)W
、
(1
/
8)W
电阻。
L1
用
(1
/
4)W
色电感,直流阻抗要小。其他元器件如图所示。