照明灯声光控制节能开关电路设计的研究

陈高丽，吉成芳

（郑州工业应用技术学院机电工程学院，河南郑州，451100）

1　光控电路设计

光控电路部分的核心元件就是光敏电阻，主要用于光的测量、光的控制和光电转换。主要是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。光敏电阻阻值随光照的变化而变化，入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。

图1　光控电路设计

工作原理：当光敏电阻受到外部光照变强，其电阻变小，且光照强度越高，其阻值降的越低。当节能开关没有声音信号时，声控触发电路不响应，开关不会打开；当节能开关有声音信号，有光照时，声控触发电路工作，开关不会导通。当光敏电阻处在无光照环境，电阻阻值会很大，阻止电信号的流出使其流入下一级的电路中。当声控触发电路没有信号的传入时，电灯不会被点亮。当声控触发电路有声音信号的传入时，经过放大处理流入到光控电路，三极管处于导通状态，开关闭合，照明灯被点亮。

2　声控电路设计

声控电路的核心元件是驻极体话筒，是由驻极体和场效应管组成的一种具有自偏压的电声换能器。MIC把声音信号转化为电信号，此时的电信号一般比较弱，需要放大，采用功放电路对采集到的电信号进行放大，实现了声音信号到电信号的转换。采用转换过来电信号触发触发器导通电路，打开开关，实现声控。

图2　声控电路设计

声控电路的工作过程：当MIC接收到外部传入的声音信号后，会将接收到的声音信号转换成电信号，并经电容C1耦合，将信号传给三极管VT1进行放大，电信号经过三极管放大后将流入光控电路。其中三极管VT1要实现对电信号的放大需要满足一定的条件，三极管基极电压必须为高电位，集电极为低电位，才能够对电信号进行放大。

3　节能开关电路设计

节能开关电路设计如图3所示：核心元件是三极管，分别是VT2和VT3，其中VT2为NPN型，VT3为PNP型。三极管共有三种工作状态即：截止，饱和和放大。而本设计需要的工作状态是饱和，起开关作用。工作过程：当声控电路有声音信号的传入而外部无光照时，将会有电信号流经三极管VT2中，然而VT2、VT3组成的节能开关打开，照明灯被点亮，此时将有信号从三极管VT3集电极流出，流入二极管和电容C4构成的充电电路中进而对C4进行充电，进行时间控制，时间到节能开关断开。

图3　节能开关电路设计

4　整体电路设计

整体电路设计如图4所示：当声控电路周围没有声音时电路处于不工作状态，实现节能。当接受到声音信号，声控触发电路中的MIC元件会将声音信号接收并对信号进行放大，经过整流转变为电压信号传送到光控电路。当有光照射光敏电阻，其阻值将会变小，近似于导线，对电压信号的衰减会很大，单向可控硅MCR处于截止状态，照明灯将不亮。当外部没有光照的情况下，光控电路中的光敏电阻阻值会很大，对直流电压衰减影响很小。电子开关电路被导通，使得延时电路中的电容C4开始充电。等C4充满电荷后进而通过电阻R8把直流触发电压加到晶闸管的门极控制端，晶闸管被导通，节能开关闭合，照明被点亮。延时电路中的电容C4中电荷消耗到零时，晶闸管的门极触发正向电压为0晶闸管又被截止，照明会熄灭。

图4　整体电路设计

5　总结

声光控节能开关设计比较完备，在很大程度上实现了节约电能的目的，简单易制、成本低、可靠性高，是各类照明场所的最佳选择，电路能受人为所控制，以便更好的为人们服务。