三極體組成的光控開關電路原理圖_四款光控開關電路圖

三極體組成的光控開關電路原理圖_四款光控開關電路圖

　　什麼是光控開關

　　光控開關/光控時控器採用先進的嵌入式微型計算機控制技術，融光控功能和普通時控器兩大功能為一體的多功能高級時控器（時控開關），根據節能需要可以將光控探頭（功能）與時控功能同時啟用，將達到最佳節能效果。是路燈、景觀燈、廣告燈箱、霓虹燈等設備的最佳節能控制裝置；可廣泛應用於街道、鐵路、車站、航道、學校及供電部門等一切需要時間控制的應用場所。現在國內主要的品牌有燈聯網、艾貝斯等，代表型號有ET101.1、ET102.1等。

　　光控開關功能和用途

　　本系列智能光控開關，可以根據用戶設定的時間（光照度門限）值，自由控制用電器的電源開關。廣泛用於路燈、霓虹燈、廣告燈等需要按時間控制電源開關的用電設備。

　　用戶可以根須需求設定四組開關燈時間，可以實現多時段開關燈。

　　用戶也可以利用光控探頭採集當地光照度，實現根據光照度開關燈。

　　四款光控開關電路圖

　　電路圖一：

　　光控開關在室內5~6 米範圍內，可用手電光進行遙控，可以很方便地開啟或關閉家用電器。

　　工作原理：

　　電路如圖192 所示。由三極體VT1、光電二極體等組成光接收電路。每接收到光照一次，就使由三極體VT2、VT3組成的雙穩態電路發生翻轉，通過三極體VT4 去驅動繼電器K 工作，以控制家用電器的電源開關。

　　電路圖二：

　　聲光控節能燈座節電效果顯著，採用該燈座白天燈不亮，夜間有聲音燈即亮 該燈座電路簡潔，聲控部分採用了駐極體話筒，電路見附圖所示

　　220V電源經橋式整流 220kΩ電阻降壓 100μF電容濾波後得到5V電壓供給數字集成電路HD14011工作 白天有光照時，光電二極體2CU呈低阻狀態，IC的{1} {2}腳為低電位，{3}腳為高電位，白天不論有無聲音，即不論{4}腳電位如何，{13}腳始終鉗位於高電位，{12}腳也為高電位 因此{11}腳為低電位，可控矽截止，燈泡不亮 夜晚無光照時，U呈高阻狀態，{3}腳為低電位，這時若有人發出聲響，駐極體話筒拾取信號，經{5} {6}腳輸入到放大器放大後由臆腳輸出 當{4}腳為低時，{13}腳也為低，{11}腳為高，觸發可控矽BT169導通，燈泡點亮 同時10μF電容充電，充電之初{8} {9}腳為高電位，使{12}腳為低電位 聲音過後，{13}腳恢復高電位，但由於{12}腳為低電位，所以{11}腳繼續保持高電位，燈繼續點亮 10μF電容繼續充電 幾十秒鐘後，{8} {9}腳為低電位，{11}腳也翻轉為低電位，可控矽截止，燈滅。

　　下圖：VD1-VD4是IN4007，VD5是2CW56（8V），VD6是4148，VT7是9013，VS是MCR100-8；R1是22k，R2是22m， R3是33k，R4是47k，R5是1.5m，R6是5.1歐，R7是240k（全部是1/8碳膜電阻）；C1是瓷介電容104（0.1uf），C2是電解電容22uf/16v，C3是100uf/16v；MIC（B） 是CRZ-113F駐極體電容話筒;GR是光敏電阻MG45；IC是CD4011。

　　電路圖三：

　　這種製作簡單、成本低廉的光控開關使用時串接於白熾燈照明電路內，如圖所示。常態下，交流電通過白熾燈、VD4~ VD7整流橋、電阻R9組成的分壓電路及VD3、C4組成的穩壓電路形成迴路，迴路電流小於0.9mA，功耗小於0.2W，照明燈不亮。當聲敏元件接收到聲波後，聲波信號轉化為電信號，經IC1a、IC1b兩級放大，再經耦合電容C1去除低頻振動產生的幹擾信號。當環境光較強時，該信號由光敏二極體VD1旁路，不向後級輸出;當環境光較弱時，VD1開路，前級輸出的聲波信號由IC1C及1C1d放大，VD2、C2、R4組成整流濾波電路，將IC1d輸出的音頻信號（經VD2單向快速向C2充電）整流成直流信號，同時C2、R4兼有延時作用，延時時間為RC=22s。當IC1d輸出的聲波信號為較短暫的幹擾信號時，C2輸出端電平由低到高的跳變時間要比R5、C3組成的延時迴路的電平跳變時間短，這時C2的輸出信號不能影響C3輸出電平變化，幹擾信號被屏蔽; 當聲波信號正常時，C2輸出的電平信號經由R5、C3、 IC1f、R8，延時接通SCR，白熾燈點亮，該最終輸出信號同時通過R7作用於VT1，使得在白熾燈點亮期間聲波信號不能向後級輸入，保證開關一次觸發，點亮時間一定。如果沒有VT1、 R7，假定白熾燈發出的光不能照到自身聲光控開關上，只要聲源發出的聲波間隔時間小於點亮延遲時間，白熾燈一直點亮，而且在最後一個聲波結束後，還要延遲一個點亮時間周期才能熄滅，這樣將造成電能的良費。

　　電路圖四：

　　該光控開關電路由電源電路、時基集成電路ICl（NE555）、D觸發集成電路IC2（74LS74）、雙向晶閘管VT和光敏電晶體V等組成，如圖3-59所示。

　　電源電路由電源開關S、降壓電容器C5、整流二極體VDl、VD2、穩壓二極體VS、發光二極體VLl和濾波電容器C4等組成。

　　接通S後，交流220V電壓經C5降壓、VDl和VD2整流、C4濾波、VLl限流降壓及VS穩壓後，產生5V左右的直流電壓 （Vcc）供給ICl和IC2，同時VLl點亮。

　　光敏電晶體V與電位器RP、電阻器Rl組成分壓電路，決定lCl的2腳和6腳電位的高低。在無光照射到光敏電晶體V時，ICl的2腳和6腳電壓高於2Vcc/3，1C1的3腳輸出低電平。當用手電筒照射光敏電晶體V時，V導通，其內阻變小，使ICl的 腳、 6腳電壓降低，當該電壓低於Vcc/3時，ICl內部電路翻轉，由穩態變為暫態，其3腳由低電平變為高電平，發光二極體Vl2點亮，便IC2內電路翻轉，IC2的5腳由低電平變為高電平，雙向晶閘管VT受該高電平觸發而導通，將用電器 （負載）的電源接通。

　　在V短時間導通又截止後，Vcc電壓經RP和Rl對電容器Cl充電，使ICl的2腳和6腳電壓逐漸升高。當此電壓升高至Zp，。73時，IC1內電路又翻轉，由暫態變為穩態，其3腳也由高電平變為低電平。IC2的3腳雖變為低電平，但其5腳仍維持輸出高電平不變，直到下一個觸發脈衝到來。

　　當再次用手電筒照射光敏電晶體V時，IC1的3腳又由低電平變為高電平，使IC2內電路翻轉，其5腳由高電平變為低電平，發光二極體Vl2熄滅，雙向晶閘管VT關斷，將用電器的供電電源切斷。

　　電阻器R3和電容器C3組成延時電路。在剛接通電源開關S或瞬間停電又恢復時，Vcc電壓經R3對C3充電，此時IC2的1腳電壓較低，其5腳被強制為低電平。當C3充電結束後，IC2才能恢復正常工作狀態。

　　電阻器R6和電容器C6組成VT的保護電路，可以防止感性負載損壞VT。

　　三極體組成的光控開關電路原理圖

　　圖1是一個簡單的亮通開關。RP為光控閾值調節電位器，通過它可調節光控靈敏度（下面幾個電路均相同）。白天光線較強，光敏電阻器RG呈低阻值，三極體VT導通，繼電器K吸合，其常開觸點閉合，接通被控電器工作。夜間，光線較暗，RG呈高電阻，VT截止，K釋放，被控電器停止工作。

　　圖2為典型的暗通開關，它利用VT2反相原理將原來的亮通改為暗通。白天RG呈低電阻，VT1導通，其集電極輸出低電平，故VT2截止，K不動作。當夜間光線較暗時，RG呈高電阻，VT1截止，其集電極輸出高電平，VT2導通，K吸合動作，從而實現暗通的操作。

　　上述兩電路，如果將光敏電阻器RG與電位器RP位置互換，則亮通就變為暗通，暗通則變為亮通。

　　圖3是一個實用的光控延遲開關，工作條件是：需要為RG外面製作一個遮光筒，這樣平時無論外面光線強弱如何，只要無直射光線射入遮光筒，RG均無強光照射而呈高電阻。圖3～圖5電路均有此要求。電路工作過程是：平時RG為高電阻，VT1截止，VT2也同樣截止，K不動作。當用手電筒或雷射筆對準遮光筒裡的RG照射一下，RG立刻呈低電阻，VT1導通，因VT1導通時其等效電阻很小，C1很快充滿電荷，VT2也導通，K吸合，被控電器工作。停止光照後，VT1雖恢復截止，但C1所儲存的電荷可通過R向VT2發射結放電，仍能維持VT2保持導通態。C1電荷隨放電逐漸減少，當不足以維持VT2導通時，VT2即截止，K釋放，被控電器停止工作。電路延遲時間主要由R與C1放電時間常數決定，但VT2的β值對延遲時間影響很大，若β值較小，就限制了R的取值，故要求β值在200以上，VT2最好能採用達林頓複合管。

　　圖4為雙敏感器光控開關，RG1為「關」敏感器，RG2為「開」敏感器。電路工作過程為：用電筒或雷射筆照一下RG2，VT2立刻導通，K吸合，其常開觸點之一K-1閉合對電路自鎖，另一個常開觸點可使被控電器通電工作。需要關機時，只要再照射一下RG1，使VT1迅速導通，VT1的導通就將VT2的基極電位下拉迫使VT2截止，K釋放，被控電器停止工作。VD2的作用是抬高VT2在導通時的基極電位，有利於照射RG1的關機操作。VD2如改用發光二極體，還能起到開關機狀態指示。

　　圖5是單敏感器光控開關，用雷射筆或電筒照射時能實現點按一下「開機」，長按一下「關機」的操作。工作過程是：對RG短暫照射一下，VT1導通，電流一路經VT1、VD1、R2注入VT3基極，使VT3迅速導通，K動作吸合，其一個常開觸點K-1閉合對電路自鎖，另一個常開觸點可使被控電器通電，實現「開機」操作。電流另一路經VT1、R1向C1充電，使C1兩端電位上升，但由於RG受光照射時間很短，C1兩端電位不可能上升到VT2的開門電平，故對電路無影響。需要關機時，只要照射RG的時間稍長些，使C1兩端電位升至0.65V左右，VT2即導通，使VT3的基極電位下拉，迫使VT3截止，K釋放，所有常開觸點跳開，從而實現「關機」操作。VD3的作用與圖4中的VD2相同，也可用發光二極體代替。

　　上述所有電路中的敏感元件RG均可採用MG45型光敏電阻器。敏感元件也可採用光敏二極體或光敏三極體，電路不必改動。