在現(xiàn)代世界,我們幾乎在每一個電子產(chǎn)品中都使用電池,從手持手機、數(shù)字溫度計、智能手表到電動汽車、飛機、衛(wèi)星,甚至是在火星上使用的機器人漫游者,其電池續(xù)航時間約為700個太陽(火星日)。可以肯定地說,如果沒有這些電化學存儲裝置,也就是電池的發(fā)明,我們所知道的世界就不會存在。有許多不同類型的電池,如鉛酸電池、鎳鎘電池、鋰離子電池等。隨著技術的進步,我們看到鋰空氣電池、固態(tài)鋰電池等新型電池的發(fā)明,它們具有更高的儲能容量和更高的工作溫度范圍。在之前的文章中,我們已經(jīng)詳細討論了電池及其工作原理。在本文中,我們將學習如何使用運算放大器設計一個簡單的12V電池充電電平指示器。
由于技術的進步和更好的設計偏好,大多數(shù)電源現(xiàn)在都非??煽浚捎谥圃烊毕?,或者可能是主開關晶體管或MOSFET壞了,總是有可能發(fā)生故障。此外,它也有可能由于輸入過電壓而失效,盡管像金屬氧化物壓敏電阻(MOV)這樣的保護裝置可以用作輸入保護,但是一旦MOV觸發(fā),它就會使設備失效。
由于高電流白光LED的進步,交流LED驅(qū)動電路過于流行。我們之前已經(jīng)做了一個無變壓器的LED驅(qū)動電路,但是在那個電路中,我們使用了一個專用的LED驅(qū)動IC,如LNK304來產(chǎn)生13.6V 150mA的輸出電流來為LED供電。但在本教程中,我們不會使用任何專用的驅(qū)動ic,但我們將使用基本組件制作2.5瓦交流LED驅(qū)動電路。
在使用電子產(chǎn)品時,我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)自己有必要在輸入電壓保持低的情況下提高輸出電壓,這是一種我們可以依靠通常稱為升壓轉(zhuǎn)換器(升壓轉(zhuǎn)換器)的電路的情況。升壓變換器是一種DC-DC型開關變換器,它在保持恒定功率平衡的同時提高電壓。升壓轉(zhuǎn)換器的主要特點是效率,這意味著我們可以期待更長的電池壽命和更少的熱量問題。我們之前制作了一個簡單的升壓變換器電路,并說明了其基本設計效率。
幾乎每一個基于太陽能的系統(tǒng)都有一個與之相關的電池,它必須從太陽能中充電,然后從電池中獲得的能量將用于驅(qū)動負載。為鋰電池充電有多種選擇,我們之前也構建了一個簡單的鋰電池充電電路。但要用太陽能電池板給電池充電,最受歡迎的選擇是MPPT或最大功率點跟蹤器拓撲,因為它比PWM控制的充電器等其他方法提供了更好的精度。
運算放大器或運算放大器是任何電子設計中最常用的元件之一。這是一個非常通用的設備,可以用于各種各樣的應用。在我們之前的項目中,我們通過制作大量的項目來測試運放的能力,如果您想了解更多有關該主題的內(nèi)容,可以查看這些項目。我們還介紹了基本的運算放大器電路,如求和放大器,差分放大器,儀表放大器,電壓跟隨器,運算放大器積分器等。在本教程中,我們將制作一個基于運算放大器的單穩(wěn)態(tài)多振子電路,并進行所有的計算和測試。讓我們開始吧。
幾乎所有類型的傳感器和傳感器都將現(xiàn)實世界的參數(shù)(如光、溫度、重量等)轉(zhuǎn)換為電壓值,以便我們的電子系統(tǒng)理解它。電壓水平的變化將有助于我們分析/測量現(xiàn)實世界的參數(shù),但在一些應用中,如生物醫(yī)學傳感器,這種變化非常小(低電平信號),跟蹤即使是微小的變化也非常重要,以獲得可靠的數(shù)據(jù)。在這些應用中使用儀表放大器。
過零檢測器電路是運算放大器作為比較器的一個有用的應用。它用于跟蹤正弦波形的變化,從正到負或反之亦然,當它穿過零電壓。它也可以用作方波發(fā)生器。過零檢測器有許多應用,如時間標記發(fā)生器,相位計,頻率計數(shù)器等。過零檢測器可以通過多種方式設計,如使用晶體管,使用運算放大器或使用光耦合器IC。在本文中,我們將使用運算放大器構建過零檢測器電路,如前所述,運算放大器將在這里作為比較器。
多諧振蕩器電路是一種非常流行和有用的電路在電子領域,它是最基本的電路,你會知道在學習基礎電子學。多振子電路可分為兩類,第一類稱為單穩(wěn)定多振子,第二類稱為不穩(wěn)定多振子。但在這個項目中,我們將討論不穩(wěn)定多諧子,有時也被稱為自由運行多諧子。
運動傳感器電路在互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)有一段時間了。這些電路主要用于驅(qū)動家庭自動化或物聯(lián)網(wǎng)項目中的交流負載(如燈,風扇)。它在制造業(yè)中也很常見,比如在傳送帶上,必須檢測特定物體的存在/位置。
如果您是電子電路愛好者或?qū)﹄娮与娐酚袕娏遗d趣,您必須熟悉555定時器IC及其三種流行的電路-單穩(wěn)態(tài)多振器,非穩(wěn)態(tài)多振器和雙穩(wěn)態(tài)多振器。你猜怎么著,我們甚至可以用這個IC作為開關。這是一種保持其狀態(tài)的按鈕,即在第一次按下時,它打開負載,在第二次按下時,它關閉負載。我們可以將該電路與Arduino等數(shù)字開發(fā)板結(jié)合使用,設計需要通過檢測小脈沖(如運動傳感器)來激活微控制器的電路。
當聽到附近警車的警笛聲時,人們可能會想到這種聲音是如何產(chǎn)生的。你會驚訝地發(fā)現(xiàn),這些音調(diào)背后的大腦不是微控制器,而是一個卑微的NE555定時器IC。如果你對電子產(chǎn)品有一點了解,那么你一定聽說過555定時器IC和它的3個非常流行的電路:不穩(wěn)定多振子、雙穩(wěn)態(tài)多振子和單穩(wěn)態(tài)多振子。我們之前已經(jīng)討論了所有這三種模式的工作原理,如果您感興趣,可以查看它們。
雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器是你可能在高中或大學里學過的基本電路之一,你可能已經(jīng)用555定時器或運算放大器、晶體管或電阻等分立元件構建了一個。這些電路通常被視為簡單的教育電路,但并不令人驚訝的是,即使在今天,它們也被用于實際設計中,例如,看看這個電子丟失脈沖探測器。
如果你是一個電子愛好者,那么你一定聽說過555定時器IC和它的3種流行的電路,即不穩(wěn)定多振子,雙穩(wěn)態(tài)多振子和單穩(wěn)態(tài)多振子。除此之外,還有其他流行的電路,如555定時器IC作為開關和警用警報器,我們之前已經(jīng)討論過。添加到列表中,還有一種類型的警報器電路,我們可以使用該IC設計。我們正在談論產(chǎn)生音調(diào)的哀號警報器電路,其強度取決于按下按鈕的時間。我們可以將該電路應用于安全系統(tǒng)的設計中。
在DC-DC變換器領域,單端初級電感變換器或SEPIC變換器是一種使用升壓型控制拓撲來升壓或降壓輸入電壓的變換器??赐赀@篇文章,你腦海中浮現(xiàn)的第一個問題是,它像一個被美化的經(jīng)典Buck-Boost轉(zhuǎn)換器嗎?答案是肯定的和否定的。經(jīng)典的buck-boost轉(zhuǎn)換器由兩個電感器和兩個開關組成,這增加了成本,因此為了降低成本,使用了一種更復雜的拓撲結(jié)構,即反相buck-boost轉(zhuǎn)換器。我們在之前的一篇文章中討論過這個問題。在反相降壓升壓變換器中,反相降壓升壓變換器的輸出極性與輸入極性相反。特定轉(zhuǎn)換器通過引入耦合電感來解決這些問題,從而降低了總體成本,并且在實際電路板中占用的空間也更小。