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[焦耳小偷] 使用发光二极管改装的焦耳小偷,实验测得COP=1.8

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发表于 2013-5-11 22:13:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 Ace_Propulsion 于 2013-5-14 18:54 编辑

我给手册的作者发的英文版被编入第5章 Advanced versions of the Joule Thief Circuit.
1楼介绍传统的焦耳小偷。
焦耳小偷是一个自激震荡升压电路。造价低廉,易于制作。它可以将电池使用到几乎没电。不过,升高输出电压是以增加输入电流为代价的。而且总有部分电能浪费在三极管的发射极与集电极中。所以说那些“科学家”认为焦耳小偷的能效比不可能大于一。
传统的焦耳小偷电路示意图

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 楼主| 发表于 2013-5-11 22:18:37 | 显示全部楼层
很久以前我就发现:串联发光二极管有个独特的特性。
发光二极管的电阻随电压升高而下降。所以说电压的上升使得电流以平方倍上升。即使电压非常低,仍然存在电流,LED发出微弱的光。
但是,将多个二极管串联之后,情况就不一样了。当电压低于一定值时,根本就不能使串联的发光二极管导通。此时电流为0,LED根本就不会发光。
更奇怪的是,一个1.5V可以点亮一个LED。3V可以更亮。但是3V却怎么都不能让两个串联的LED发光。

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 楼主| 发表于 2013-5-11 22:27:47 | 显示全部楼层
之后我组装了这样一个电路
将两个串联的LED与电阻串联接在NPN基极上。其他与普通的焦耳小偷没区别。注意,在输出端应使用高频二极管。
磁芯外径36mm 内径22mm 0.4mm漆包线绕制34圈
使用两节没电碱性电池(2.34V)给两节没电锂电池(6.60V)充电

测量数据:输入电流:12.5mA;输出电流:8mA。
功率=电压*电流
输入功率30mW
输出功率52.8mW
能效比=1.8
结论:这个电路不仅仅偷电池的电能,而且偷环境中的电能

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 楼主| 发表于 2013-5-11 22:32:20 | 显示全部楼层
这个电路的最佳工作输入电压在2.2V~2.5V之间。若低于2.2V,电流会急剧下降导致充电速度奇慢无比。若高于2.5V,能效比会急剧下降,最终小于一,而且会导致三极管发热,缩短使用寿命。
 楼主| 发表于 2013-5-11 22:33:56 | 显示全部楼层
电路调试技巧与改良 明天再发。

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发表于 2013-5-11 22:50:55 | 显示全部楼层
输出是脉动电流,“输出功率52.8mW”测试结果可能不准确,数据是用什么仪器测的?
发表于 2013-5-12 15:34:23 | 显示全部楼层
1.8能自维持吗、将输出接回输入能自维持,并给电池充电。
或者用4节AA镍氢充电电池2节输入,2节被充电,然后反复切换输入和充电电池,电压能一直维持就能证明大于1了。
 楼主| 发表于 2013-5-12 23:16:50 来自手机 | 显示全部楼层
调试:让电路在不同的电压下工作能效比大于一。
注意:输出电压必须在输入电压的两倍以上!(比如2V铅酸蓄电池给6V铅酸蓄电池充电)
线圈绕制调节:多线圈会增加自感系数,增强二极管提升能效比。但是会减小充电速度(输入输出电流都减小)。建议在高电压下增加绕制圈数,减小电热损耗
发光二极管串联个数调节:当你闭合开关,电路直接启动,电压过高,能效比难以大于一,此时增加LED串联个数,直至不能自启动。之后用手指接在串联的LED两边,闭合开关,松手,电路启动(这里是低压区所以说一点危险都没有)。之后接着加LED串联个数,直至你用手都不能启动。此时你得到了串联LED个数范围,在这范围内增减二极管,找到最佳能效比。与二极管串联的还有电阻,增加电阻可以减少在三极管基极损耗的电能,但是会减小电流。

祝大家实验成功!(我是成功搞出COP=1.8,你呢?)

点评

好样的!赞啊!谢啊!  发表于 2013-5-13 06:03
 楼主| 发表于 2013-5-12 23:20:04 来自手机 | 显示全部楼层
Derena 发表于 2013-5-11 22:50
输出是脉动电流,“输出功率52.8mW”测试结果可能不准确,数据是用什么仪器测的?

数字式万用表测不准脉冲电。而我用磁电式万用表,它是利用电磁感应现象驱动的,测量的是电流有效值。所以说它可以准确测量功率。

点评

我感觉机械表测量整流后的脉冲电压也不能做到准确,我用机械表测量到的整流电压只有1.75V左右但是却能点亮蓝色白色发光管,所以你说测得数据表明效率大于1了是不对的,测量的工具有问题。  发表于 2015-1-2 15:07
发表于 2013-5-12 23:29:35 | 显示全部楼层
小偷电路不会这样大于1的,因为小偷首先是功率放大,然后才是能量放大。第一步功率放大都能做到,关键是下一步
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