怎样用LED模拟白炽灯泡

原理图

工作原理

该电路由三个主要子电路组成：三角形振荡器，PWM发生器和电容器充电/放电电路。第一个子电路，即三角形振荡器，由运算放大器U1A和U1B组成，其中U1B配置为积分器，而U1A配置为施密特触发器。积分器的输出连接到施密特触发器的输入，这导致四个条件：

如果积分器的输出电压超过上限阈值，施密特触发输出开关低电平

如果积分器的输出电压超出下限阈值，施密特触发输出开关高电平

如果施密特触发器的输出高电平，则积分器的输出电压稳定增加

如果施密特触发器的输出低，则积分器的输出电压稳定下降

这四个条件的结果是U1B输出端的连续三角波形。顺便提一下，该振荡器也产生方波，可以在U1A的输出端找到。该电路对于那些想要与三角波同相的方波特别有用。但为什么我们为这个LED驱动电路配备了一个振荡器呢？答案在于PWM，脉冲宽度调制。

当白炽灯泡打开和关闭时，它们不会立即这样做。相反，它们需要时间来打开和关闭，这是现代LED灯不能做的事情。因此，为了用LED模拟这种效果，我们需要一个电路来有效地控制亮度。使用LED的最常见方法之一是使用PWM发生器。在我们的电路中，我们采用U1A和U1B产生的三角波形并将其馈入比较器U2B。由U2B产生的PWM输出将与负输入引脚相关，使得该引脚上的较高电压将导致具有较低占空比的PWM波形（即，比开启更多的关闭）。负输入引脚上的电压越小，占空比就越高（即，更多的开启比关闭）。由于LED连接到由U2B控制的晶体管开关（Q1），负极引脚上的大电压会使LED变暗，而小电压会使LED变亮。

现在我们有一个LED，其亮度可以通过电压控制，我们需要产生一个非常类似于旧白炽灯泡的电压信号。对于这个电路，我们使用一个简单的RC电路，大约需要2秒钟才能完全充电/放电。因此，当该电路的输入（ON/OFF）连接到GND时，LED开始导通，当输入连接到VCC时，LED逐渐关闭。

该项目可以使用许多不同的电路构造技术构建，包括面包板，条形板，矩阵板，甚至PCB。最初，我为这个项目设计了一个PCB，但是这个板因为不明原因而失败了。目标是将这个电路变成一个小模块，可以安装转换LED灯，因此使用了所有表面贴装部件。我成功地制作了PCB，但是当打开时，其中一个LM358产生了所有神奇的烟雾！因此，此处显示的是面包板版本。