三极管组成的光控开关电路原理图_四款光控开关电路图

　　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。

　　用户可以根须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。

　　工作原理：

　　电路如图192 所示。由三极管VT1、光电二极管等组成光接收电路。每接收到光照一次，就使由三极管VT2、VT3组成的双稳态电路发生翻转，通过三极管VT4 去驱动继电器K 工作，以控制家用电器的电源开关。

　　电路图二：

　　声光控节能灯座节电效果显著，采用该灯座白天灯不亮，夜间有声音灯即亮 该灯座电路简洁，声控部分采用了驻极体话筒，电路见附图所示

　　220V电源经桥式整流 220kΩ电阻降压 100μF电容滤波后得到5V电压供给数字集成电路HD14011工作 白天有光照时，光电二极管2CU呈低阻状态，IC的{1} {2}脚为低电位，{3}脚为高电位，白天不论有无声音，即不论{4}脚电位如何，{13}脚始终钳位于高电位，{12}脚也为高电位 因此{11}脚为低电位，可控硅截止，灯泡不亮 夜晚无光照时，U呈高阻状态，{3}脚为低电位，这时若有人发出声响，驻极体话筒拾取信号，经{5} {6}脚输入到放大器放大后由臆脚输出 当{4}脚为低时，{13}脚也为低，{11}脚为高，触发可控硅BT169导通，灯泡点亮 同时10μF电容充电，充电之初{8} {9}脚为高电位，使{12}脚为低电位 声音过后，{13}脚恢复高电位，但由于{12}脚为低电位，所以{11}脚继续保持高电位，灯继续点亮 10μF电容继续充电 几十秒钟后，{8} {9}脚为低电位，{11}脚也翻转为低电位，可控硅截止，灯灭。

　　下图：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欧，R7是240k（全部是1/8碳膜电阻）；C1是瓷介电容104（0.1uf），C2是电解电容22uf/16v，C3是100uf/16v；MIC（B） 是CRZ-113F驻极体电容话筒;GR是光敏电阻MG45；IC是CD4011。

　　电路图三：

　　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：

　　该光控开关电路由电源电路、时基集成电路ICl（NE555）、D触发集成电路IC2（74LS74）、双向晶闸管VT和光敏晶体管V等组成，如图3-59所示。

　　电源电路由电源开关S、降压电容器C5、整流二极管VDl、VD2、稳压二极管VS、发光二极管VLl和滤波电容器C4等组成。

　　接通S后，交流220V电压经C5降压、VDl和VD2整流、C4滤波、VLl限流降压及VS稳压后，产生5V左右的直流电压 （Vcc）供给ICl和IC2，同时VLl点亮。

　　光敏晶体管V与电位器RP、电阻器Rl组成分压电路，决定lCl的2脚和6脚电位的高低。在无光照射到光敏晶体管V时，ICl的2脚和6脚电压高于2Vcc/3，1C1的3脚输出低电平。当用手电筒照射光敏晶体管V时，V导通，其内阻变小，使ICl的 脚、 6脚电压降低，当该电压低于Vcc/3时，ICl内部电路翻转，由稳态变为暂态，其3脚由低电平变为高电平，发光二极管Vl2点亮，便IC2内电路翻转，IC2的5脚由低电平变为高电平，双向晶闸管VT受该高电平触发而导通，将用电器 （负载）的电源接通。

　　在V短时间导通又截止后，Vcc电压经RP和Rl对电容器Cl充电，使ICl的2脚和6脚电压逐渐升高。当此电压升高至Zp，。73时，IC1内电路又翻转，由暂态变为稳态，其3脚也由高电平变为低电平。IC2的3脚虽变为低电平，但其5脚仍维持输出高电平不变，直到下一个触发脉冲到来。

　　当再次用手电筒照射光敏晶体管V时，IC1的3脚又由低电平变为高电平，使IC2内电路翻转，其5脚由高电平变为低电平，发光二极管Vl2熄灭，双向晶闸管VT关断，将用电器的供电电源切断。

　　电阻器R3和电容器C3组成延时电路。在刚接通电源开关S或瞬间停电又恢复时，Vcc电压经R3对C3充电，此时IC2的1脚电压较低，其5脚被强制为低电平。当C3充电结束后，IC2才能恢复正常工作状态。

　　电阻器R6和电容器C6组成VT的保护电路，可以防止感性负载损坏VT。

　　三极管组成的光控开关电路原理图

　　图1是一个简单的亮通开关。RP为光控阈值调节电位器，通过它可调节光控灵敏度（下面几个电路均相同）。白天光线较强，光敏电阻器RG呈低阻值，三极管VT导通，继电器K吸合，其常开触点闭合，接通被控电器工作。夜间，光线较暗，RG呈高电阻，VT截止，K释放，被控电器停止工作。

　　图2为典型的暗通开关，它利用VT2反相原理将原来的亮通改为暗通。白天RG呈低电阻，VT1导通，其集电极输出低电平，故VT2截止，K不动作。当夜间光线较暗时，RG呈高电阻，VT1截止，其集电极输出高电平，VT2导通，K吸合动作，从而实现暗通的操作。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。