光控开关的工作原理分析

我们来看下图：

此图其实非常简单，核心部分就是我们在数字电子技术中学到的施密特触发器。

施密特触发器的特点是，根据输入电压的变化，两只晶体管V1和V2中，若V1饱和则V2截止，或者V1截止V2饱和。并且施密特触发器具有继电特性，也即让V1饱和的输入电压与让V1截止的输入电压不同，也因此，施密特触发器常常用于电压甄别器。

在实际使用时，V1很容易处于放大状态。

对于题主的图，电阻参数选择不正确。

我们知道，当晶体管V2饱和后，它的管压降是0.3V，我们看到V2晶体管的集电极电阻是220欧，发射极电阻是120欧，于是流过晶体管V2的电流为：

由于施密特触发器的晶体管属于小功率晶体管，故此晶体管非烧掉不可！！！

我们把220欧改为2.2K，把120欧改为1.2K，则有：

这样才对。

同理，V1的集电极电阻也改为2.2K。

我们设晶体管的放大倍数为30倍，于是V1管的基极电流为：

首先要确定发射极电阻1.2K上的电压，为：

，于是当V1导通时，它的基极电压必须是：

。

光敏电阻的参数如下：

我们看到，当光敏电阻无光照的等效暗电阻为600K，而有光照的亮电阻为5K。

设当前无光照，则等效于光敏电阻已经从电路中开路。于是V1的基极电阻为：

我们看到，图中设计的是10K电阻串联50K的可变电阻，显然这是合适的。

V1饱和了，那么V2又如何？

V2的发射极电压我们已经知道是9.8V，而V1管的集电极电压，两者之差为0.3V，小于V2要导通其基极电压必须大于0.7V，也小于其处于放大区所必须的0.6V，故V2必然处于截止状态。

当V2截止后，V3基极为高电平，系统具备让V3饱和的条件，继电器也因此会吸合动作。这里的关键是稳压二极管D1稳定电压的确定。

设高灵敏继电器的吸合电流为20mA，则有：

于是稳压二极管的击穿电压为：

故取稳压二极管的稳定电压为22~24V即可。

V3必须采用中功率晶体管。

现在我们来考虑光敏电阻有光照的情况。

有趣的是，当光敏电阻阻值逐渐减小时，V1管的基极电压逐渐降低，它的集电极电流当然也逐渐减小，于是发射极电阻上的电压会降低，从而抵消了光敏电阻的光照阻值变化。

也因此，这里就出现了施密特触发器的继电特性。这一点十分重要，这是施密特触发器用于电压甄别器的原因。

继电特性如下：

是不是和施密特触发器的特性十分想象？

同时，V1管会脱离饱和区进入放大区，晶体管的损耗会增加，V1管会因此发热。

当光敏电阻的阻值降低到5K时，忽略V1的基极电流，V1的基极电压为：

这个值远远低于发射极电压9.8V，因此V1管截止，继而V2管导通，而V3管截止，继电器释放。

继电器线圈反向并联的二极管D2用于泻放继电器线圈产生的反向电动势，防止让V3受反向电压的冲击而损坏。