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三极管自锁电路，光控开关的设计方法

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什么是光控开关

光控开关/光控时控器采用先进的嵌入式微型计算机控制技术，融光控功能和普通时控器两大功能为一体的多功能高级时控器（时控开关），根据节能需要可以将光控探头（功能）与时控功能同时启用，将达到最佳节能效果。是路灯、景观灯、广告灯箱、霓虹灯等设备的最佳节能控制装置；可广泛应用于街道、铁路、车站、航道、学校及供电部门等一切需要时间控制的应用场所。现在国内主要的品牌有灯联网、艾贝斯等，代表型号有ET101.1、ET102.1等。

光控开关功能和用途

本系列智能光控开关，可以根据用户设定的时间（光照度门限）值，自由控制用电器的电源开关。广泛用于路灯、霓虹灯、广告灯等需要按时间控制电源开关的用电设备。

用户可以根据需求设定四组开关灯时间，可以实现多时段开关灯。

用户也可以利用光控探头采集当地光照度，实现根据光照度开关灯。

四款光控开关电路图 电路图一：

光控开关在室内5~6 米范围内，可用手电光进行遥控，可以很方便地开启或关闭家用电器。

三极管自锁电路，光控开关的设计方法

这种制作简单、成本低廉的光控开关使用时串接于白炽灯照明电路内，如图所示。常态下，交流电通过白炽灯、VD4~ VD7整流桥、电阻R9组成的分压电路及VD3、C4组成的稳压电路形成回路，回路电流小于0.9mA，功耗小于0.2W，照明灯不亮。当声敏元件接收到声波后，声波信号转化为电信号，经IC1a、IC1b两级放大，再经耦合电容C1去除低频振动产生的干扰信号。当环境光较强时，该信号由光敏二极管VD1旁路，不向后级输出;当环境光较弱时，VD1开路，前级输出的声波信号由IC1C及1C1d放大，VD2、C2、R4组成整流滤波电路，将IC1d输出的音频信号（经VD2单向快速向C2充电）整流成直流信号，同时C2、R4兼有延时作用，延时时间为RC=22s。

当IC1d输出的声波信号为较短暂的干扰信号时，C2输出端电平由低到高的跳变时间要比R5、C3组成的延时回路的电平跳变时间短，这时C2的输出信号不能影响C3输出电平变化，干扰信号被屏蔽; 当声波信号正常时，C2输出的电平信号经由R5、C3、 IC1f、R8，延时接通SCR，白炽灯点亮，该最终输出信号同时通过R7作用于VT1，使得在白炽灯点亮期间声波信号不能向后级输入，保证开关一次触发，点亮时间一定。如果没有VT1、 R7，假定白炽灯发出的光不能照到自身声光控开关上，只要声源发出的声波间隔时间小于点亮延迟时间，白炽灯一直点亮，而且在最后一个声波结束后，还要延迟一个点亮时间周期才能熄灭，这样将造成电能的良费。

电路图四：

三极管自锁电路，光控开关的设计方法

上述两电路，如果将光敏电阻器RG与电位器RP位置互换，则亮通就变为暗通，暗通则变为亮通。

图3是一个实用的光控延迟开关，工作条件是：需要为RG外面制作一个遮光筒，这样平时无论外面光线强弱如何，只要无直射光线射入遮光筒，RG均无强光照射而呈高电阻。图3～图5电路均有此要求。电路工作过程是：平时RG为高电阻，VT1截止，VT2也同样截止，K不动作。当用手电筒或激光笔对准遮光筒里的RG照射一下，RG立刻呈低电阻，VT1导通，因VT1导通时其等效电阻很小，C1很快充满电荷，VT2也导通，K吸合，被控电器工作。停止光照后，VT1虽恢复截止，但C1所储存的电荷可通过R向VT2发射结放电，仍能维持VT2保持导通态。C1电荷随放电逐渐减少，当不足以维持VT2导通时，VT2即截止，K释放，被控电器停止工作。电路延迟时间主要由R与C1放电时间常数决定，但VT2的β值对延迟时间影响很大，若β值较小，就限制了R的取值，故要求β值在200以上，VT2最好能采用达林顿复合管。

三极管自锁电路，光控开关的设计方法

图4为双敏感器光控开关，RG1为“关”敏感器，RG2为“开”敏感器。电路工作过程为：用电筒或激光笔照一下RG2，VT2立刻导通，K吸合，其常开触点之一K-1闭合对电路自锁，另一个常开触点可使被控电器通电工作。需要关机时，只要再照射一下RG1，使VT1迅速导通，VT1的导通就将VT2的基极电位下拉迫使VT2截止，K释放，被控电器停止工作。VD2的作用是抬高VT2在导通时的基极电位，有利于照射RG1的关机操作。VD2如改用发光二极管，还能起到开关机状态指示。

三极管自锁电路，光控开关的设计方法

图5是单敏感器光控开关，用激光笔或电筒照射时能实现点按一下“开机”，长按一下“关机”的操作。工作过程是：对RG短暂照射一下，VT1导通，电流一路经VT1、VD1、R2注入VT3基极，使VT3迅速导通，K动作吸合，其一个常开触点K-1闭合对电路自锁，另一个常开触点可使被控电器通电，实现“开机”操作。电流另一路经VT1、R1向C1充电，使C1两端电位上升，但由于RG受光照射时间很短，C1两端电位不可能上升到VT2的开门电平，故对电路无影响。需要关机时，只要照射RG的时间稍长些，使C1两端电位升至0.65V左右，VT2即导通，使VT3的基极电位下拉，迫使VT3截止，K释放，所有常开触点跳开，从而实现“关机”操作。VD3的作用与图4中的VD2相同，也可用发光二极管代替。

三极管自锁电路，光控开关的设计方法

上述所有电路中的敏感元件RG均可采用MG45型光敏电阻器。敏感元件也可采用光敏二极管或光敏三极管，电路不必改动。

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