節能環保的光控照明燈

　　在學校、機關、廠礦企業等單位的公共場所以及居民區的公共樓道，長明燈現象十分普遍，這造成了能源的極大浪費。另外，由於頻繁開關或者人為因素，牆壁開關的損壞率很高，增大了維修量，浪費了資金。為了緩解這種情況，本文帶給大家一款的節能光控類，結構簡單、安裝方便、可以固定在門上牆上，並且使用壽命長，安全節能，符合國家提出的節能環保理念。

　　一、照明燈的主要特性與應用場所

　　設計光控制照明燈，在夜間（黑罩模擬）有光信號時，使燈點亮延遲5秒後熄滅，間隔小於5秒，則燈持續亮，白天則不點亮。白天光線強，開關中的光控電路工作，將電路切斷。當光線變暗到一定程度電路接通，接通燈的電源，燈亮。再經過一個時延，燈亮幾十秒鐘後，單穩電路自動翻轉，燈光熄滅。

　　從光控開關的結構上分析，開關面板表面裝有光敏二級管，而光敏二極體的敏感效應，只有在黑暗時才起到作用（可用液晶萬用表測得數值）。也就是說當天色變暗到一定程度，光敏二級管感應後會在電子線路板上產生一個脈衝電流，這時光控制開關電路就連通起作用。

　　聲控燈包括燈負載RL、可控矽SCR、燈負載RL與可控矽SRC串接後與電源相連。光控電子開關，它的「開」和「關」是靠可控矽的導通和阻斷來實現的，而可控矽的導通和阻斷又是受自然光的亮度（或認為亮度）的大小所控制的。

　　1.1、該電路的主要特性和優點有以下幾方面：

　　（1）、光控功能：在採光滿足需要時，則不開啟燈光；

　　（2）、穩定性：高效可靠的恆流源，保證LED光源的穩定和長壽；

　　（3）、寬電壓：AC70V~260V自適應，DC11V~60V自適應，適合電壓波動較大地區的需要；

　　（4.）適應性：-20℃～60℃環境溫度下測試工作正常；

　　（5）、顯色性：顯色性≥70 Ra，同時中間色溫賦予舒適的照明；

　　（6）、可靠性：全固體光源抗震動、抗衝擊性能強；

　　（7）、壽命長：LED使用壽命≥5萬小時，大幅減少燈具更換的人工和材料費用；

　　（8）、無汙染：一般日光燈含有汞等有害物質，而LED燈採用半導體技術，不含任何有害物質，是一個名副其實的綠色光源；

　　（9）、參數自設定：用戶通過簡單的插拔跳線（或可調器件），即可自行調整光敏度、紅外（聲控）靈敏度，延時時間等參數。

　　1.2、主要適用場合：

　　1） 太陽能光伏照明系統；

　　2） 建築物樓道、走道等公共通道照明；

　　3） 地下車庫、圖書館、博物館、陳列館、超市等大環境補充照明；

　　4） 賓館酒店、醫院及住宅等玄關、廚房、衛生間、儲藏間、更衣室照明；

　　5） 火車汽車船舶帳篷等蓄電池供電場所照明。

　　二、電路原理圖及各器件工作原理

　　2.1電路原理圖

圖1 電路原理圖

　　光控燈開關的電路如圖2-1虛線框內所示。VS是普通單向晶閘管，其觸發信號由電阻器R和光敏電阻器RL對220V交流電的分壓（忽略電燈絲電阻）得到。VD是普通二極體，主要用於防止RL兩端反向電壓對VS控制極的損壞。白天，環境自然光線較強，RL呈低阻值（≤2kΩ，RL兩端交流電壓小於VD和VS控制極的導通電壓（約0.65V＋0.65V=1.3V），VS處於阻斷狀態，電燈H不亮；夜晚，環境自然光線變暗，RL呈高阻值（＞1MΩ），VS從RL兩端獲得足夠觸發電壓而導通，H通電自動點亮。

　　由於每次夜幕降臨電燈點亮時，燈的亮度是隨著外界自然光線的減弱而逐漸由暗變最亮的，故避免了使用普通機械開關時，每次開燈瞬間比正常時大10倍以上的強電流對燈絲的衝擊，有效防止了燈絲的過電流速損；另外，H工作時加在它兩端的是半波脈衝電壓，實測直流平均電壓約99V，燈泡實際功率僅為標稱功率的30%左右，這不僅節電，而且還能有效防止因夜深電網電壓升高而造成的燈絲過電壓速損，使得燈泡使用壽命大大延長。筆者單位廁所裡的照明電燈，在使用本開關之前，每月要更換2－3隻白熾燈泡，現在使用本開關一年多時間，尚未更換過一隻燈泡。該開關在白天自身耗電甚微，實測總電流＜22μA。

　　2.2 光敏電阻

圖2光敏電阻

　　光敏電阻器（photovaristor）又叫光感電阻，是利用半導體的光電效應製成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用於光的測量、光的控制和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。通常，光敏電阻器都製成薄片結構，以便吸收更多的光能。當它受到光的照射時，半導體片（光敏層）內就激發出電子-空穴對，參與導電，使電路中電流增強。

　　光敏電阻是一種半尋體器件，利用半尋體的光電效應。當有光照時電阻很小。無光照時電阻很大。可用電晶體組成放大器，做成自動控制電路。實現你所需要的電路。把光敏電阻作為電晶體的偏流電阻。這樣當有光照時電晶體導通，驅動靈敏繼電器。用繼電器接通電動機。將窗簾打開。繼電器可用JRX--13F靈敏繼電器。其吸合電流不大於50MA。前級放大器可用達林頓管組成。放大器後可接一個反向器。反向器驅動繼電器。用於製造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導體。　在黑暗環境裡，它的電阻值很高，當受到光照時，只要光子能量大於半導體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量後可躍遷到導帶，並在價帶中產生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產生的電子-空穴對增加了半導體材料中載流子的數目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強，阻值愈低。入射光消失後，由光子激發產生的電子-空穴對將逐漸複合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復原值。可見光光敏電阻器：包括硒、硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、砷化鎵、矽、鍺、硫化鋅光敏電阻器等。主要用於各種光電控制系統，如光電自動開關門戶，航標燈、路燈和其他照明系統的自動亮滅，自動給水和自動停水裝置，機械上的自動保護裝置和「位置檢測器」，極薄零件的厚度檢測器，照相機自動曝光裝置，光電計數器，煙霧報警器，光電跟蹤系統等方面。

　　三、電路的製作與應用

　　整個光控開關電路可組裝在經過改造後的吊式電燈用掛線盒內，如圖2所示。焊接時注意，各元件引腳均套上電工用絕緣套管，以免在使用過程中發生短路故障。RL引腳不要剪得過短，以裝好後正好從原吊線出孔凸出為宜；掛線盒原有的接線樁直接用作X1、X2接線樁即成。此開關只要元器件質量保證，焊接無誤，無須調試便可投入使用。

　　該開關適合控制標稱功率≤200W的普通照明用鎢絲燈泡，它的接線方法與普通機械開關相同，完全符合電工接線規範。實際安裝時，只需把開關的兩個接線端X1、X2不分順序串入電燈相線（火線）一側迴路即行。但注意開關安裝位置要有所講究，應避開風雨侵蝕和燈光直射處，選擇在感受自然光良好的地方用蚊釘固定。