【每日电路赏析】远程红外发射器电路

电子

`电子设备中最常用的传感器之一就是红外传感器。红外传感器可以检测一个物体的热能和移动。在红外光谱中，所有的物体都会发射某种热辐射。这些辐射是肉眼不可见的，且只能由红外传感器感知或探测到。一个红外传感器由发射红外线的红外发射器和检测红外线的红外接收器（光电二极管）组成。通常，一个寻常红外LED的红外辐射距离为2~10cm，探测角度为35°。

而使用了本文中的电路后，我们可以见红外辐射的发射距离提高至100cm。这意味着我们可以用远程红外发射器电路多次提高红外传输距离。此处我们用了多个红外LED来提高该距离。

所需元器件

CD4047
红外LED x 3
三极管 BC547和BC557
MOSFET BS170
电位计（10kΩ）
电容（100uF x 1；470pF x 1）
电阻（10kΩ x 2；2kΩ x 1；22Ω x 1）
9V电源输入

电路图

CD4047

CD4047是低功耗的常见IC之一。它提供了单稳态和非稳态两种运行法师。且输入电压范围很广（3V到18V），而直流输入可达±10mA，且工作温度范围在-55℃到+125℃之间。这里，我们用该IC来生成一个振荡方波输出，其频率由电阻R3和电容C1决定。你可以用该IC来生成时钟脉冲。该IC多用于逆变电路，从直流中生成交流。

引脚图

CD4047的引脚配置

MOSFET BS710

该元件一般用来减少通态电阻，从而提供更加快速可靠的开关性能。BS170可用于最大500mA直流应用中。对于小型伺服电机控制，电力MOSFET栅极驱动和其它低电压和低电流的开关应用来说，BS170都可以发挥最大作用。BS170的漏源和栅源电压最大为60V，工作和存储温度范围在-55到+150℃。

引脚图

引脚配置

远程红外发射器电路的工作原理

该电路可以帮助我们提高红外线的传输距离。我们使用三个红外LED串联来提升其辐射功率。

一个电阻和电容分别与引脚2和引脚1外界，同时两者均与4047的引脚3相连。该RC组合生成了一个具有特定振荡频率的输出。随后，该输出传入三极管Q1和Q2的基极。

IC4047产生了38kHz频率的信号，接近红外和射频的远程控制频率。然后，通过将该信号用作载波，从而改变输入信号或数据。因此，我们可以在该频率下得到一个大范围的输出。同时，4047可以用来为MOSFET和三极管生成振荡波。

MOSFET BS170用于提高电路效率。MOSFET起到开关的作用，并减少功率损耗。三极管的功率损耗比MOSFET大，所以我们此处用的是MOSFET。100uF的电容则用于避免开关下的波形波动。同时在导通时提供额外的电荷。

同时，NPN（BC547）和PNP（BC557）三极管组成的达林顿管用于避免栅极驱动输入的失真。因为MOSFET在栅源引脚上会有比较大的电容值。

三个红外LED与MOSFET的漏极相连。当MOSFET的栅极收到信号时，电流由漏极流往源极，LED开始发射更大范围的红外线。因此红外接收器可以在更远的范围内感知到红外线。

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