基于TC4011BP的楼梯间声光控制开关解析

楼梯间声光控开关在二十年前曾经作为节电小技改推广，现在这种声光控制开关大多装到灯座上去了，我这个拿来拆解的是楼梯间废弃的TC4011BP集成块声光控制开关。

声光控制开关电路板

1、通过这个声光控制开关可以认识到整流桥实际上也是一个开关。以前只是觉得它就是把交流电变成直流电。实际上如果把整流桥输出端的正负极短路连接，就相当于“开关”接通，如果输出端开路或者说电阻很大，就相当于“开关”断开。

声光控制开关板线路

2、整流桥这个“开关”的输出端开路和短路则是通过可控硅也就是晶闸管（MCR100-6）来实现的。晶闸管也可以说是一个无触点开关。门极G输入高电位，阳极A与阴极K就导通。

3、门极G是否有高电位输入，则由二个条件决定，一个是光线强弱，另一个声波强弱。光线和声波就相当于串联在门极上的两个开关。我这里分别叫它们“光开关”和“声开关”。只有这两开关都在“合闸位置”，晶闸管G极才能有高电位输入。

4、“光开关”就是由R3与RL组成的串联分压电路。白天光线强，光敏电阻很小，TC4011BP集成块光信号输入端13脚为低电平。也就是“光开关”处于断开位置。夜间光线弱，光敏电阻很大，13脚为高电平，“光开关”处于合闸位置。

5、“声开关”是由话筒MlC、电容C2及三极管9014组成的共射极信号放大电路。外界无声，三极管9014处于饱和状态，三极管发射极e与集电极C之间的电压很小，TC4011BP声音信号输入脚12为低电平，“光开关”处于断开位置。当有声音传入话筒，话筒就可以把它转换成电信号，经电容C2耦合至放大器（9014），三极管9014将出现反复饱和、截止，12脚反复出现高低电平的转换过程。也就是“声开关”在9014截止时，12脚出现高电位，“声开关”处于合闸位置。

6、“光开关”与“声开关”有多种组合，只有13脚、12脚都是高电平，晶闸管G极才有高电平，这个逻辑判断就靠TC4011BP集成块。TC4011BP是一个“四2输入与非门”集成电路，7脚接地Vss，14脚为电源脚Vdd。

TC4011BP集成块引脚分配和逻辑图

13脚、12脚只要有一个为低电平，另一脚也会被钳制在低电位，即11脚就是高电平，那么1脚、2脚也是高电平，3脚则是低电平，二极管D5承受反向电压而截止，触发电路无信号。灯不亮。

当12脚，13脚同时为高电平时，则11脚为低电平，3脚就为高电平。3脚的高电平就可以通过隔离二极管D5给电容C3充电，当C3充电电压达到一定值时，10脚就会输出高电平。通过电阻R8触发可控硅使其导通，灯点亮。

7、声光控制开关是延时开关，延时多少由电容C3、电阻R9大小决定。晶闸管导通后，由于没有了声音信号，12脚很快就会变为低电平，3脚也就成了低电平。延时电路的电容C3通过电阻R9放电，经过约1分钟的时间下降到相关“与非门”的阈值电平以下，使10脚输出低电平，当交流电过零时，晶闸管自动关断，灯熄灭。

8、D1～D4构成桥式整流电路，R1、C1构成降压滤波电路，整流降压滤波后的直流电压约10V右边，作为控电路的直流电源。R10和LED构成电源指示灯。

虽然开关坏了很少去维修，但搞懂声光控制开关的原理对咱们电工还是很有帮助的。

审核编辑：汤梓红