LED模擬白熾燈的緩慢打開和關(guān)閉電路設(shè)計(jì)

與傳統(tǒng)的白熾燈泡相比，LED照明具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括能效和功率輸出。然而，LED會(huì)立即開啟，對(duì)于那些想要改造LED的人來說，這個(gè)電路會(huì)讓LED慢慢開啟并慢慢關(guān)閉，所有都在模擬電路中！

該電路由三個(gè)主要子電路組成：三角形振蕩器，PWM發(fā)生器和電容器充電/放電電路。第一個(gè)子電路，即三角形振蕩器，由運(yùn)算放大器U1A和U1B組成，其中U1B配置半導(dǎo)體為積分器，而U1A配置為施密特觸發(fā)器。積分器的輸出連接到施密特觸發(fā)器的輸入，這導(dǎo)致四個(gè)條件：

如果積分器的輸出電壓超過上限閾值，施密特觸發(fā)輸出開關(guān)為低電平

如果積分器的輸出電壓超過下限閾值，施密特觸發(fā)輸出開關(guān)為高電平

如果施密特觸發(fā)器的輸出為高，則積分器的輸出電壓穩(wěn)定增加

如果施密特觸發(fā)器的輸出為低，則積分器的輸出電壓穩(wěn)定下降

這四個(gè)條件的結(jié)果是U1B輸出端的連續(xù)三角波形。順便提一下，這個(gè)振蕩器也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)方波，可以在U1A的輸出端找到。該電路對(duì)于那些想要與三角波同相的方波特別有用。但為什么我們?yōu)檫@個(gè)LED驅(qū)動(dòng)電路配備了一個(gè)振蕩器呢？答案在于PWM，脈沖寬度調(diào)制。

當(dāng)白熾燈泡打開和關(guān)閉時(shí)，它們不會(huì)立即這樣做。相反IC，它們需要時(shí)間來打開和關(guān)閉，這是現(xiàn)代LED燈不能做的事情。因此，為了用LED模擬這種效果，我們需要一個(gè)電路來有效地控制亮度。使用LED的最常見方法之一是使用PWM發(fā)生器。在我們的電路中，我們采用U1A和U1B產(chǎn)生的三角波形并將其饋入比較器U2B。U2B產(chǎn)生的PWM輸出與負(fù)輸入引腳相關(guān)，因此該引腳上的較高電壓將導(dǎo)致PWM波形具有較低的占空比（即，比on更大）。負(fù)輸入引腳上的電壓越小，占空比就越高（即，開啟的次數(shù)越多）。由于LED連接到由U2B控制的晶體管開關(guān)（Q1），

現(xiàn)在我們有一個(gè)LED的亮度可以通過電壓控制，我們需要產(chǎn)生一個(gè)非常類似于舊白熾燈泡的電壓信號(hào)。對(duì)于這個(gè)電路，我們使用一個(gè)簡(jiǎn)單的RC電路，大約需要2秒鐘才能完全充電/放電。因此，當(dāng)該電路的輸入（ON / OFF）連接到GND時(shí)，LED開始導(dǎo)通，當(dāng)輸入連接到VCC時(shí)，LED逐漸關(guān)閉。

該項(xiàng)目可以使用許多不同的電路構(gòu)造技術(shù)構(gòu)建，包括面包板，條形板，矩陣板，甚至PCB。最初，我為這個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一塊PCB，但是這塊板因?yàn)椴幻髟蚨×?。目?biāo)是將這個(gè)電路變成一個(gè)小模塊，可以安裝轉(zhuǎn)換LED燈，因此使用所有表面貼裝部件。我成功地制作了PCB，但是當(dāng)打開時(shí)，其中一個(gè)LM358產(chǎn)生了所有神奇的煙霧！因此，此處顯示的是面包板版本。