节能小夜灯电路的工作原理

小夜灯是一种特定场合使用的照明灯具，它对亮度的要求不高，但需要通宵点亮。利用发光二极管作为电光源的小夜灯，具有亮度适当、功耗很低、使用寿命很长的特点，而且可以制成红、绿、黄、橙、蓝等多种颜色，还可以变色。

简易小夜灯

图2-26所示为发光二极管构成的简易小夜灯电路图，采用电容降压整流，有利于简化电路、缩小体积、提高可靠性。小夜灯工作电流仅为10mA，十分节能，若以每晚点亮8h计，连续使用两个月仅耗电1度。

图2-26　简易小夜灯电路图

电路中，VD 3 为发光二极管，作为小夜灯的电光源，可以按照各自喜好选用不同颜色的发光二极管。 C 1 为降压电容，VD 2 为整流二极管，VD 1 为续流二极管。我们知道，电容器可以通过交流电，并存在一定的容抗，正是这个容抗限制了通过电容器的交流电流的大小。

在交流220V市电正半周时，电流经 C 1 降压限流、VD 2 整流后通过发光二极管VD 3 使其发光。在交流220V市电负半周时，电流经续流二极管VD 1 和 C 1 构成回路。 C 2 为滤波电容，使通过发光二极管的电流为稳定的直流电流。 R 是降压电容 C 1 的泄放电阻。

自动变色小夜灯

自动变色小夜灯不仅能够提供夜间微光照明，而且会自动改变颜色，别有一番趣味。自动变色小夜灯采用双色发光二极管作为电光源，由555时基电路进行驱动，电路如图2-27所示。

图2-27　自动变色小夜灯电路图

555时基电路（IC）与定时电阻 R 2 和 R 3 、定时电容 C 3 等构成多谐振荡器，其输出端（第3脚）输出信号 U o 为连续方波。

双色发光二极管的特点是可以发出两种颜色的光，它是将两种发光颜色（常见的为红色和绿色）的管芯反向并联后封装在一起，如图2-28所示。当工作电压为左正右负时，电流 I a 通过管芯VD a 使其发红光。当工作电压为左负右正时，电流 I b 通过管芯VD b 使其发绿光。

图2-28　双色发光二极管

双色发光二极管VD 5 接在555时基电路的输出端（第3脚），当输出电压 U o =1（高电平）时，电流通过管芯VD a 使其发红光。当输出电压 U o =0（低电平）时，电流通过管芯VD b 使其发绿光。 R 4 、 R 5 是VD 5 的限流电阻。由于555时基电路多谐振荡器的振荡周期约为“1s+1s”，因此小夜灯的实际效果是“红1秒”、“绿1秒”地自动变色。

降压电容 C 1 、整流二极管VD 1 ～VD 4 、滤波电容 C 2 等，组成电容降压整流滤波电源电路，提供电路所需的直流电源。 R 1 是降压电容 C 1 的泄放电阻。

闪光小夜灯

闪光小夜灯发出的是间隙性闪亮的微光，既可以提供小夜灯式的照明，又具有醒目的提示作用，如将它设置在电灯开关旁，需要时可以使人迅速找到开关开启电灯。图2-29所示为闪光小夜灯电路图，电路包括振荡器、LED电光源和整流电源等组成部分。

图2-29　闪光小夜灯电路图

单结晶体管V等构成弛张振荡器，电阻 R 2 和电容 C 3 是定时元件，决定着电路的振荡周期，振荡周期 T ≈ R 2 C 3 ln

，式中：ln为自然对数，即以e（2.718）为底的对数； η 为单结晶体管的分压比。改变 R 2 或 C 3 即可改变振荡周期。

电路是利用单结晶体管的负阻特性工作的。刚接通电源后， C 3 上电压为“0”，单结晶体管V因无发射极电压而截止，串接在V第一基极的发光二极管VD 3 不亮。随着电源经 R 2 向 C 3 充电， C 3 上电压不断上升。当 C 3 上电压大于单结晶体管的峰点电压时，单结晶体管V迅速导通，发光二极管VD 3 点亮发光。

由于单结晶体管V的负阻特性，导通后其发射极与第一基极间电压急剧减小，接在发射极的 C 3 被快速放电。当 C 3 上电压小于单结晶体管的谷点电压时，单结晶体管V退出导通状态而截止，发光二极管VD 3 熄灭，电源重又开始经 R 2 向 C 3 充电。如此周而复始形成振荡，发光二极管VD 3 也就周期性地闪光，闪光周期约为0.8s。 R 3 是限流电阻。

降压电容 C 1 、泄放电阻 R 1 、续流二极管VD 1 、整流二极管VD 2 、滤波电容 C 2 等组成电容降压整流电路，将220V市电直接转换为直流电压供振荡闪光电路工作。比起变压器整流电路来说，电容降压整流具有电路简单、成本低廉、体积小、重量轻的优点。

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