三段式照明开关电路工作原理

智能触控电灯开关的电路

这种触控开关，包含触控芯片、可控硅控制电灯的开关。某些产品中加上遥控或wifi模块就成为智能开关。

自身消耗电流很小，而且设计成负载关闭电源时后，工作在睡眠状态，消耗更小的电流甚至达到微安级。因此严格来说当电路关闭状态时控制模块里有电流流过的，只是电流太小对灯泡来说关闭效果，控制模块是有电流流过。

控制模块电源一般采用阻容降压方式扥到后整流稳压供电的。

关灯时的电路可以取到220V电肯定没问题。开灯时，因为可控硅总有一个关断角，所以虽然电压低一些也还是有电的。估计是整流后开关电源降压。不过输入电压范围非常大

也就是说，电路是这样的：

在灯具关闭时，墙壁开关的两根线可看做是AC220V通过开关电源给控制板供电。此时由于控制板的功耗很低，虽然有电流经过灯具，但是由于电流微弱，灯具并不会导通。此时控制板可以正常工作。是这样么？

那么当触控或者接收到遥控信号打开灯具时候，主控板要控制继电器或双向可控硅使灯具导通点亮。此时进入开关电源的交流电已导通，相当于一根导线，开关电源就停止工作了。

三段式照明开关电路工作原理

三段式照明开关为二线控制式，控制电路安装在吊灯的装饰罩内，通过电源开关的闭／合次数，能得到三种不同的亮度。本文以CD4017K-B3型三段式开关为例，电路原理图如下图所示。

1．电路工作原理

电路主要由电源电路、脉冲计数、分配电路、控制执行电路组成。

电源电路由电源开关S、降压电容Cl、整流二极管Dl、D4和稳压二极管Zl、22（整流兼稳压器）、滤波电容C1～C4、电阻R5等元件组成。AC220V经电源开关S控制、Cl、R5降压，Dl、D4、Zl、22整流、稳压，C4滤波得到约12V的直流电压：一路送到控制电路的继电器Kl、K2；另一路经D5隔离，C3、C2滤波供给CD4017。

CD4017的（14）脚（CLK端）通过电阻Rl接至+12V电源端。每接通一次开关S，电源电位突变所产生的正脉冲加至CD4017的CLK端，使CD4017计数一次，其输出端的高电平也会移位一次。电路中，若连续关断、接通开关S，则CD4017的QO～Q3将依次输出高电平，通过驱动对应的晶体管使继电器Kl、K2动作，A、B两组灯炮的点亮循环改变，得到3种亮灯状态。

第一次接通开关S时，CD4017的CLK端等到第一个正脉冲，同时由电容C2和电阻R18组成的微分电路产生的正脉冲加在CD4017的（15）脚（RST端）使K复位，而此刻的（14）脚（ENA端）由于R2、Cl0的延时作用，仍为低电平，这样输出端仅Q0为高电平，Vl饱和导通，Kl动作，A组灯点亮。紧接着ENA端也达到高电平，禁止CD4017计数，保持原状态不变。

当关闭开关S后，由于CD4017的（16）脚外接电容C3的储能，在开关断开的短时间内仍可维持CD4017的工作，C4、Cl0上的电荷通过继电器Kl的线圈及Vl很快泄放掉。A组灯在开关S断开短时间后，熄灭。

断开开关S后，第二次接通S（间隔时间不超过2s）时，CD4017的（14）脚（CLK端）得到第二个正脉冲，CD4017计数，其Ql端输出高电平（其余各输出端均为低电平），使V2饱和，K2动作，B组灯点亮。

当关闭S后，第三次接通时，CD4017的Q2端输出高电平，使Vl、V2同时饱和，A、B两组灯同时点亮。

关闭开关S第四次接通时，CD4017的Q3输出高电平，通过二极管D3使CD4017的（15）脚高电平复位，电路又将重复上述过程。

如果开关S关闭后时间过长，再接通S，则CD4017自动复位，无论原来处于何种状态，均会恢复到QO端为高电平，A组灯点亮。

2．电路的几个特别之处

（1）在整流桥中用了Zl、22两只齐纳二极管（稳压二极管C12），其作用除整流外，分别在电源的正、负半周内起到稳压作用。其等效电路可简化如上图、下图所示。22、D4做整流管的正半周（假定）时，Zl为稳压管：

Zl、Dl做整流管的负半周时，22为稳压管。由于有R5、Cl的串入，此设计Zl、22不会因过流损坏。

（2）该电路虽然采用二线控制方式，但能实现对多路灯具的控制。

一是利用了电源开关闭合时产生的脉冲为计数器触发脉冲；二是利用了CD4017的分配器功能，即Q0～Q9端的状态变化相当于把每个计数输入脉冲从QO移Q9（该电路只用了Q0～03）。

（3）CD4017的使能端ENA的设计使控制电路的抗干扰能力非常强。ENA端不是直接接在低电平上（公共地），而是通过R2、Cl0组成的延时电路接在高电平上（电源+端）。这样在CD4017完成对电源开关产生的脉冲进行计数后，ENA端总处于高电平，禁止计数；如果有干扰脉冲也不能引起电路误动作。

（4）CD4017的⑩脚隔离二极管D3，外接电容C3的选择决定断开S后，CD4017的原状态保持时间。如果C3过大或过小，保持时间超出手动操作电源开关所需时间，就可能造成控制误动作。

（5）此电路采用继电器作执行元件，能适用于多种类型的灯具，且可以在不必改动电路其他元件的情况下，仅改变继电器参数达到适应不同功率的灯具的目的。

3．电路的改进和扩展意见

（1）为了避免继电器线圈产生的反压造成的损害，应在线圈两端加上泄放电路（通常是并接二极管）。

（2）利用CD4017的10个输出端可以将电路扩展到若干组灯的控制及其多段组合亮度。

（3）如果在电源开关中并接入其他类型的电子开关还可组合成红外遥控、声控、开关等。