日常生活中我们是如何调节灯泡的亮度的?可能只是需要轻轻按下按钮,就可以将让灯光“忽明忽暗”。那么今天我们来讲解下关于灯泡亮度调节的“奥秘”以及其如何用MOS管去进行调节变化。
首先我们以串联电阻和电位器两种情况进行说明:
假设现在有个灯泡,它正常的工作电压为12V。
一般情况下,我们需要它发光,可以用一个12V的电源将灯泡的两个接线端口连接上。如果需要进行调节亮度,则在电路中串联一个电阻,起到一个分担电压的作用,从而使灯泡亮度降低。
如果需要再一次调节亮度的话,可以通过改变串联电阻的阻值,进行 调节不同的亮度。
为了使亮度线性可调,我们可以将电阻更换为电位器,再通过旋转电位器上的按钮进行调节亮度,但这里却有一个缺点,电位器消耗功率较大,容易导致电源严重散失。并且,电位器如果承受了过高的功率,也容易造成损坏。
除了以上方法,我们有没有其它高效率的方法去实现亮度调节呢?当然有!
我们知道MOS管常用于开关电路中。
MOS管相当于一个开关,只要我们向栅极施加电压便可以实现自动开关,并且开关速度极快。
我们利用MOS管与灯泡串联,在这里我们知道,高电平使MOS管源极和漏极导通,低电平会使其截止。
随着开关频率的增加,赫兹不断的增加,灯泡闪烁的速度会越来越快,直至100赫兹以后,便不会再看到灯泡闪烁,如同一个静止状态。
这里我们需注意的是,当开关频率不断增加,比如频率达到1000赫兹,这时灯泡的亮度可能会有所下降。
这是因为当高电平与低电平持续(同等状态下)输出以后,平均电压会达到一个平衡的状态,但如果将高电平的持续时间拉长,那么平均电压就会增加。
例如,当两者的持续时间均为50%时,高电平为10V,低电平为0V,平均电压则为5V;当高电平的持续时间为60%,低电平为40%,两者电压数值不变,平均电压则为6V:如果高电平持续时间为90%,那么平均电压则为9V,以此类推。
这种方法一般叫PWM脉宽调制原理。
当我们的开关频率到一定程度时,灯泡的亮度只能取决于平均电压的大小,平均电压越高,灯泡越亮;相反,平均电压越低,灯泡越暗。
这就是使用MOS管串联,然后根据PW原理实现灯泡亮度调节的情况。
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