專利名稱：串聯(lián)式聲控自熄開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種 聲敏和延時(shí)裝置，特別是具有聲音開啟用電器，自動(dòng)延時(shí)斷電，判斷交流供電與否，且可作光報(bào)訊器及其他用途的開關(guān)。
原有的聲控開關(guān)和自熄開關(guān)，均存在一些缺陷。
聲控開關(guān)有很多實(shí)例，但都有一共同的不足，即其控制部分需一單獨(dú)電源，此電源與被控用電器是獨(dú)立的或者是并聯(lián)的。現(xiàn)以《無(wú)線電》1988年第10期第38頁(yè)上的聲控開關(guān)為例說(shuō)明線路見附

圖1，該電路由蜂鳴片將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)BG1、BG2組成的放大電路放大，用音頻信號(hào)觸發(fā)BG3、BG4組成的雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)，當(dāng)BG4集電極輸出高電平時(shí)，BG5飽和導(dǎo)通，繼電器J吸合通過其觸點(diǎn)接通用電器，很明顯。此電路的缺點(diǎn)為1.它需要一單獨(dú)電源。用直流電源時(shí)成本高，用穩(wěn)壓時(shí)它與用電器并聯(lián)于電網(wǎng)，安裝復(fù)雜；2.每接收到一個(gè)聲音信號(hào)，雙穩(wěn)態(tài)電路就翻轉(zhuǎn)一次，繼電器就吸合(釋放)一次，被控用電器就開啟(關(guān)閉)一次，這在許多場(chǎng)合是不允許的；3.當(dāng)用于照明時(shí)，它不管是否需要照明，特別是聲源復(fù)雜時(shí)，燈具將頻繁閃動(dòng)，失去照明意義。因此，這種開關(guān)很難推廣。
自熄開關(guān)是目前用于節(jié)約公共照明用電的重要手段之一，現(xiàn)以本人設(shè)計(jì)的兩種實(shí)例來(lái)分析，附圖2是自熄開關(guān)電原理，交流電經(jīng)D1－D4全橋整流，經(jīng)R1、R2何電容C充電，當(dāng)C上電壓上升到大于0.6V時(shí)，BG飽和，輸出低電平，可控硅SCR截止，電燈熄滅，K合上時(shí)，C放電到零，BG截止，輸出高電平，SCR導(dǎo)通，直流形成通路，交流也形成通路，燈泡點(diǎn)亮。開關(guān)K打開后，SCR兩端約有0.9V電壓，又向C充電，重復(fù)上述過程。燈泡點(diǎn)亮延時(shí)時(shí)間由R1、R2、C決定。當(dāng)需要延時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)(10分鐘以上)，可不接R2，接上R2時(shí)，延時(shí)時(shí)間為10分鐘以下。發(fā)光二極管D5作為電源指示兼長(zhǎng)延時(shí)的光電通路，此時(shí)利用二極管的正向漏電流充電，K為自動(dòng)復(fù)位的常開開關(guān)。此電路所用元件甚少，定時(shí)時(shí)間可由幾秒到1小時(shí)以上，同時(shí)兼有電源指示和延時(shí)自熄的功能。附圖3為無(wú)源自熄開關(guān)電路。此電路的關(guān)鍵在于使用了具有一對(duì)常開閉觸點(diǎn)的開關(guān)(實(shí)用中以KWX系列微動(dòng)開關(guān)最方便)。開關(guān)K平時(shí)處于常閉狀，可控硅SCR不導(dǎo)通。當(dāng)K置于常開觸點(diǎn)時(shí)，電源經(jīng)D5、R1向C充電。當(dāng)C正極電壓上升到約2V左右時(shí)，可控硅SCR導(dǎo)通，K又回到常閉狀態(tài)。C通過R4、D6經(jīng)可控硅控制極G向地放電，維持可控硅導(dǎo)通。當(dāng)可控硅控制極電位低于約0.7V時(shí)，可控硅關(guān)斷。此電路中，發(fā)光二極管D5作光電通路，防止C反向放電及兼電源指示三種功能，R3在K處于常閉時(shí)被短路，處于常開時(shí)起提高C上電壓的作用，延長(zhǎng)可控硅導(dǎo)通時(shí)間。此電路延時(shí)時(shí)間一般在5分鐘以下，太長(zhǎng)則C將用得很大，成本太高。
以上兩個(gè)電路作為自熄開關(guān)是成功的。但是，自熄開關(guān)有其固有的缺點(diǎn)1.在需要照明時(shí)，必須處于開關(guān)所在位置，啟動(dòng)開關(guān)；2.由于1所述原因，開關(guān)安裝位置受到限制，它必須安裝于人手能及時(shí)的地方；3.若需長(zhǎng)時(shí)間照明時(shí)，必須多次啟動(dòng)開關(guān)，當(dāng)人所處位置不在開關(guān)附近時(shí)，是極為不便的；4.一般自熄開關(guān)均無(wú)光強(qiáng)鎮(zhèn)定裝置，白天光線強(qiáng)時(shí)，仍可開啟電燈；5.由于使用了機(jī)械開關(guān)，整個(gè)自熄開關(guān)的壽命受其觸點(diǎn)的影響特別是放電延時(shí)式(如上例無(wú)源自熄開關(guān))，機(jī)械觸點(diǎn)在充電瞬間承受高壓大電流，電腐蝕不可忽視。
基于上述原因，對(duì)自熄開關(guān)提出了強(qiáng)烈的改進(jìn)要求。綜合聲控開關(guān)和自熄開關(guān)，本實(shí)用新型的任務(wù)在于提供一種實(shí)用性強(qiáng)、功能多，安裝使用方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全且易制造推廣的串聯(lián)式聲控自熄開關(guān)。
本實(shí)用新型所涉及的開關(guān)由11個(gè)基本部分組成(見附圖7的結(jié)構(gòu)方框圖)。它們是聲電轉(zhuǎn)換部分(1)，音頻放大部分(2)，降壓穩(wěn)壓部分(3)，光強(qiáng)鎮(zhèn)定部分(4)，放電開關(guān)部分(5)，關(guān)斷延時(shí)部分(6)，反相及導(dǎo)通延時(shí)部分(7)，功率開關(guān)部分(8)，整流部分(9)，電源指示部分(10)，感性負(fù)載補(bǔ)償部分(11)。
上述聲電轉(zhuǎn)換部分是由1只駐極體話筒MIC，1只電阻R1和1只電容C1組成。電阻R1的一端接穩(wěn)壓電源正極，一端接話筒MIC的漏(D)極，話筒的另一端接地。電容C1的一端接話筒MIC和電阻R1的連接點(diǎn)，另一端與BG1的基極相連?；蛘咭苑澍Q片F(xiàn)M代替話筒，去除R1，蜂鳴片F(xiàn)M的一端(銅片端)接地，另一端接C1的一端，C1的另一端仍接BG1基極。上述聲頻放大電路由3只晶體三極管BG1、BG2、BG33只電容C2、C3、C4和6只電阻R2－R7組成。電阻R2、R4、R6的一端接穩(wěn)壓電源的正極，另一端分別接于BG1、BG2、BG3的基極；電阻R3、R5、R7的一端接穩(wěn)壓電源的正極，另一端分別接BG1、BG2、BG3的集電極；電容C2、C3、C4的一端分別接于BG1、BG2、BG3的集電極，另一端分別接BG2、BG3和BG5的基極；BG1、BG2、BG3的發(fā)射極均直接接地。上述降壓穩(wěn)壓部分由1只電阻R9、1只穩(wěn)壓二極管DW和1只電容C5組成。電阻R9的一端接整流電源的正極，另一端接穩(wěn)壓電源正極；電容C5的正極與穩(wěn)壓管DW的負(fù)極相連。一起接穩(wěn)壓電源正極，電容C5的負(fù)極與穩(wěn)壓管正極相連且一起接地。
上述光強(qiáng)鎮(zhèn)定部分為本實(shí)用新型中最具特色的部分。此部分有3種設(shè)計(jì)方案。1.由2只電阻R8、R10和1只光敏電阻GR組成。R8一端與穩(wěn)壓電源正極相連，另一端接BG5基極；R10與光敏電阻GR并聯(lián)后，接于BG5基極與地之間。通過光敏電阻GR隨光線漸強(qiáng)電阻減小的特性，在光線強(qiáng)時(shí)將BG5的基極電位拉低，使得BG5不能飽和導(dǎo)通；2.用1只三極管BG4，1只電阻RX，1只光敏電阻GR組成，前述第1種方案中R8、R10仍保留于原來(lái)位置。光敏電阻GR和電阻RX串聯(lián)后，一端接穩(wěn)壓電源正極，另一端接BG4的基極，BG4的集電極接地，其發(fā)射極接到BG6的集電極上。3.去除方案1中R8、R10，方案2中BG4發(fā)射極不接到BG6集電極，而是接到BG5基極上。此方案比方案2減少2個(gè)電阻，功能仍然一樣。上述方案2和方案3中三極管為NPN型。此種接法的意義在于，當(dāng)光線照度大于其鎮(zhèn)定值時(shí)，BG4基極電位大于其輸入門限電壓，若此時(shí)集電極電位高于基極電位，則三極管飽和導(dǎo)通。然而此時(shí)集電極接于電源負(fù)極(地)，就強(qiáng)行將BG5基極電位拉到接近于零(實(shí)測(cè)為1mv以下)，迫使BG5深度截止。此時(shí)，可將BG4C－e間看作一個(gè)完全閉合的開關(guān)，雖有音頻脈沖到來(lái)，也將被拉低，同樣，將BG4發(fā)射極接到BG6集電極，雖然BG6可能截止，但是集電極被BG4鉗位于低電平。當(dāng)光線照度小于鎖定值時(shí)，BG4基極電位低于其輸入門限壓而截止，由于cb結(jié)本來(lái)就正偏，更保證了其深度截止，因而此時(shí)的三極管BG4可看作一個(gè)完全關(guān)斷的開關(guān)。鎖定值臨界點(diǎn)時(shí)，BG4發(fā)射極電位為30mV，BG5仍為深度截止。當(dāng)音頻放大電路送來(lái)一個(gè)大于0.6V的音頻脈沖時(shí)，由于BG5基極，也就是BG4發(fā)射極對(duì)地是完全關(guān)斷的，因而全部脈沖電壓加到了BG5基極上，使得BG5飽和導(dǎo)通。同時(shí)，BG4be結(jié)間漏電流對(duì)為BG5提供了飽和時(shí)所需的基極偏流。又由于BG5β值較大(＞200)，所以BG5能瞬間深度飽和。這樣，就確保了在環(huán)境照度大于鎖定值時(shí)的音頻脈沖無(wú)效和照度小于鎖定值時(shí)的脈沖有效。這個(gè)鎖定值可人為地調(diào)到所需數(shù)值，一旦調(diào)定，光強(qiáng)鎖定電路的特性完全由其臨界點(diǎn)的參數(shù)決定。對(duì)于音頻放大電路送來(lái)的脈沖，只有兩種選擇有效或無(wú)效。
上述放電開關(guān)由三極管BG5、電阻R11組成。R11接于BG5集電極與整流電源正極之間，BG5發(fā)射極接地。此電路的特點(diǎn)在于BG5的基極通過C4、R7接到穩(wěn)壓電源的正極，集電極通過R11接到整流電源的正極。這種接法可保證BG5基極能得到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的偏置電壓。它的作用是當(dāng)有音頻脈沖到來(lái)時(shí)，使得BG5飽和導(dǎo)通，集電極等效接地，C6通過其迅速放電。上述關(guān)斷延時(shí)部分由C6和R11組成，C6正極接BG5集電極，負(fù)極接地，R11與前述的放電開關(guān)共用。由R11和C6的值確定開關(guān)的導(dǎo)通延時(shí)時(shí)間。
上述反相器及導(dǎo)通延時(shí)部分由晶體三極管BG6、電阻R12、R13電解電容C7組成。電阻R12接于BG6集電極與整流電源正極之間，C7正極接BG6集電極，負(fù)極接地；R13一端接C7正極，另一端接可控硅SCR的控制極，BG6發(fā)射極接地。BG6的基極偏流由R11兼職提供。此電路的作用是，當(dāng)前述的放電開關(guān)使C6放電到低于BG6的門限電壓(約0.6V)時(shí)，BG6截止，其集電極輸出高電平，可控硅SCR導(dǎo)通，用電器得電工作。此時(shí)如果沒有C7，將會(huì)出現(xiàn)可控硅SCR一導(dǎo)通又馬上關(guān)斷的現(xiàn)象。這是因?yàn)橐纛l脈沖的寬度很窄，它作用于BG5基極的時(shí)間很短，C6不可能在一個(gè)音頻脈沖作用內(nèi)將電壓放到零，當(dāng)其電壓略低于0.6V時(shí)，BG6馬上截止，可控硅SCR隨之導(dǎo)通。前述的音頻放大電路因可控硅SCR導(dǎo)通(此時(shí)SCR兩端只有0.9V電壓)而失電不再工作，即不再有音頻脈沖作用于BG5基極。同時(shí)BG5的基極電位很低，處于截止?fàn)顟B(tài)?？煽毓鑃CR兩端約0.9V的電壓通過R11向C6充電，本來(lái)C6上的電壓只是失去了很少部分，略低于0.6V，因此C6上很快又充電到0.6V以上，BG6又飽和，可控硅SCR關(guān)斷。如果負(fù)載為電燈時(shí)，在連續(xù)聲源的作用下，將出現(xiàn)一閃一滅的現(xiàn)象。加上C7后，它與R12、R13一起組成延時(shí)電路，使得可控硅SCR的導(dǎo)通時(shí)間向后稍微移了一點(diǎn)，以保證有多個(gè)音頻脈沖作用于BG5，使得C6的電壓降到接近零時(shí)，可控硅SCR才導(dǎo)通。這樣，就使C6上電壓上升到0.6V的時(shí)間大大延長(zhǎng)，可控硅SCR導(dǎo)通維持時(shí)間也相應(yīng)延長(zhǎng)，R15的作用是進(jìn)一步使可控硅SCR的導(dǎo)通時(shí)間后移。
上述功率開關(guān)為一單向可控硅SCR組成，其第一陽(yáng)極接整流電源正極，第二陽(yáng)極接地，控制極接上述R13的一端。上述整流部分由4只二極管D1－D4組成，它們接成橋式全波整流電路，與負(fù)載的連結(jié)為串聯(lián)。上述電源指示部分由電阻R14和發(fā)光二極管D5組成，它們串聯(lián)后并聯(lián)于橋式整流兩輸入端。上述感性負(fù)載補(bǔ)償部分由電阻R15和電容C8組成，它們串聯(lián)后并聯(lián)于橋式整流兩輸入端。
本實(shí)用新型的可控硅SCR和整流二極管D1－D4要隨負(fù)載功率的大小而選用。橋式全波整流可用成品全橋，也可用分立元件組成。
本實(shí)用新型可作為一般延時(shí)時(shí)間不太長(zhǎng)的定時(shí)裝置使用，特別用作樓梯、走道的公共照明控制，具有節(jié)約用電，延長(zhǎng)燈泡使用壽命，安裝使用方便等特點(diǎn)。
很明顯，本實(shí)用新型與并聯(lián)式聲控開關(guān)和機(jī)械觸點(diǎn)自熄開關(guān)相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)1.與負(fù)載為串聯(lián)連結(jié)，因而與任何單項(xiàng)開關(guān)一樣，安裝簡(jiǎn)單；2.它不需要與負(fù)載獨(dú)立的電源；3.當(dāng)負(fù)載損壞時(shí)(如燈泡斷絲)，它也不工作；4.安裝位置靈活，可裝于用戶最滿意的地方；5.可用擊掌聲、腳步聲，口哨聲等聲音開啟，且作用距離達(dá)5米以上，相當(dāng)于增加了照明范圍；6當(dāng)需要長(zhǎng)時(shí)間照明時(shí)，可不必為開啟開關(guān)而來(lái)回走動(dòng)；7.電路結(jié)構(gòu)為全電子式，徹底消除了電腐蝕，延長(zhǎng)了開關(guān)壽命，提高了可靠性和穩(wěn)定性；8.夜晚對(duì)小偷有威懾作用，特別是安裝于住戶門堂內(nèi)，或靠近陽(yáng)臺(tái)、窗戶時(shí)，這種作用更顯著；9.白天或者夜晚有較強(qiáng)光源照明時(shí)，電路自鎖，聲音無(wú)法開啟開關(guān)；10.開關(guān)一經(jīng)安置，其開啟或關(guān)閉均不與人體接觸，因而極為安全。鑒于上述優(yōu)點(diǎn)，其性能價(jià)格也遠(yuǎn)優(yōu)于並聯(lián)式聲控開關(guān)和機(jī)械觸點(diǎn)式自熄開關(guān)。
還需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，本實(shí)用新型去除了聲控電路中通常采用的脈沖整形或波形變換電路，直接用音頻脈沖作用于放電開關(guān)管BG5基極。這是加了可控硅導(dǎo)通延時(shí)電路的結(jié)果。它由C7和R12組成，一般C7取407μf，R12取1MΩ，可方便地估算出C7上電壓達(dá)到可控硅SCR導(dǎo)通電壓的時(shí)間約為0.02秒。如果以較低頻率的聲音信號(hào)1000HZ來(lái)計(jì)算，其音頻脈沖上半周的脈沖寬度約為0.0005秒，僅為可控硅導(dǎo)通延時(shí)時(shí)間的四分之一。因此，在0.02秒時(shí)間內(nèi)，可能有20個(gè)以上的音頻脈沖作用于BG5基極。而且，當(dāng)三極管飽和時(shí)，C－e間電壓趨于零，再加上飽和時(shí)三極管從c－e方向的電流抽出作用，C6上的電壓就在很短時(shí)間內(nèi)，即在可控硅導(dǎo)通之前，已降到接近于零。因此，沒有必要再設(shè)置波形變換或脈沖整形電路。
以下結(jié)合附圖和本實(shí)用新型的幾個(gè)實(shí)施例，作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是1988年10期《無(wú)線電》所載聲控開關(guān)電路圖。圖2是本人設(shè)計(jì)的自熄開關(guān)線路圖。圖3是本人設(shè)計(jì)的無(wú)源自熄開關(guān)線路圖。圖4是實(shí)施例1電原理圖。圖5是實(shí)施例2電原理圖。圖6是實(shí)施例3電原理圖。圖7為本開關(guān)的電路結(jié)構(gòu)方框圖。圖8是使用聯(lián)接示意圖。
在各實(shí)施例中，音頻放大部分，降壓及穩(wěn)壓部分，放電開關(guān)部分，關(guān)斷延時(shí)部分，反相器及導(dǎo)通延時(shí)部分、整流部分，電源指示部分、感性負(fù)載補(bǔ)償部分完全相同，上述部分只在實(shí)施例1中作詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例2－3只對(duì)不同部分加以說(shuō)明。
在附圖4所示的實(shí)施例1中，聲電轉(zhuǎn)換部分將接收到的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)、通過C1耦合到音頻放大部分。聲電轉(zhuǎn)換由駐極體話筒MIC完成，R1為話筒MIC的漏極電阻。音頻放大部分由BG1－BG3，R2－R7，C2－C4組成。前面送來(lái)的音頻信號(hào)，經(jīng)BG1－BG3作三極電壓放大，使電路有很高的靈敏度。經(jīng)過放大的音頻信號(hào)作用于放電開關(guān)管BG5的基極，當(dāng)正向信號(hào)的幅度大于0.6V時(shí)，BG5飽和導(dǎo)通，此部分電路元件為R8、R10、BG5、R11。BG5飽和后，關(guān)斷延時(shí)電路的電容C6通過BG
Ce間迅速放電，此部分電路由R11和C6組成。當(dāng)C6上電壓低于0.6V時(shí)，由R11、BG6、R12組成的反相器輸出高電平，觸發(fā)可控硅SCR導(dǎo)通。交流電經(jīng)橋式整流后通過SCR形成通路。可控硅SCR形成通路?？煽毓鑃CR導(dǎo)通后，其兩端只有約0.9V脈動(dòng)直流電壓，聲電轉(zhuǎn)換，音頻放大、放電開關(guān)等電路因失電而不工作。0.9V脈動(dòng)直流電壓經(jīng)R11向C6充電，直到C6上電壓大于0.6V，經(jīng)BG6反相，可控硅SCR關(guān)斷，直流和交流均失去通路，用電器關(guān)閉?？煽毓鑃CR導(dǎo)通維持的時(shí)時(shí)間由R11和C6的取值決定，也和BG6的β值和R12的取值有關(guān)。導(dǎo)通延時(shí)電容C7的作用是當(dāng)BG6由飽和變?yōu)榻刂箷r(shí)，在一定的時(shí)間內(nèi)將BG6的集電極電位拉低，使其到達(dá)輸出高電平的時(shí)間后移，可控硅SCR導(dǎo)通時(shí)間也相應(yīng)后移，以保證穩(wěn)壓電源有足夠長(zhǎng)的時(shí)間向聲電轉(zhuǎn)換、音頻放大，放電開關(guān)供電，繼續(xù)有音頻脈沖作用于BG5基極，使C6上電壓盡可能降低。降壓穩(wěn)壓電路將從放電開關(guān)為界的兩部分電路隔開，穩(wěn)壓電源只供給聲電轉(zhuǎn)換、音頻放大、光強(qiáng)鎖定和放電開關(guān)的輸入級(jí)。這是因?yàn)檫@幾部分需要相對(duì)穩(wěn)定的偏置電壓。光強(qiáng)鎖定部分由光敏電阻GR、R8、R10組成，GR與R10并聯(lián)接于BG5基極與地之間，調(diào)整R10可調(diào)整封鎖放電開關(guān)飽和的照度值。在聲音信號(hào)的作用下，電路完成從導(dǎo)通→延時(shí)→關(guān)斷準(zhǔn)備接收聲音信號(hào)的過程。在環(huán)境照度大于電路的照度鎖定值時(shí)，上述過程無(wú)法完成，電路將不開啟。
電路元件選擇話筒MIC可用任何型號(hào)的駐極體話筒，對(duì)靈敏度要求不高，本實(shí)施例為34E52型；電阻除R9外，其余全部采用1／8W以碳膜或金屬膜電阻。R9采用1W以上金屬膜電阻。R1取值為10KΩ－27KΩ，本例為15KΩ，R1的取值對(duì)MIC的接收靈敏度有很大影響。R2、R4、R6取值范圍470KΩ－2MΩ，本例為R2＝R4＝R6＝1MΩ。R3、R5、R7取值范圍5.6KΩ－15KΩ，本例R3＝R5＝R7＝8.2KΩ。C1、C2、C3、C4為耐壓6.3V以上的滌綸、瓷介或CJ11系列電容，取值0.047μf－4.7μf，本例C1＝C2＝C3＝C4＝0.1μf，耐壓為12V的瓷介電容。C5為100μf以上、耐壓6.3V以上的電解電容，本例為100μf，10V。穩(wěn)壓管DW為穩(wěn)壓值在3.9～6.5V之間、功率大于1／2W，本例選用4.7V、1／2W。R9取值為80KΩ左右，本例為72KΩ，1W的金屬膜電阻。R8取值為10KΩ－100KΩ，R10為R8的1／14左右，本例R8為82KΩ，R10取4.7KΩ，均為1／8W，光敏電阻為MG45型，亮阻＜5KΩ，暗阻≥5MΩ。R11取值為100KΩ－470KΩ，本例為220KΩ，1／8W。C6為33μf－470μf、耐壓6.3V以上電解電容，本例為100μf，10V。R12取值為220KΩ－1.5KΩ，本例為1MΩ，1／8W。R13取值560Ω－1.6KΩ，本例為820Ω，1／8W。C7為1μf～10μf，耐壓6.3V以上的電解電容，本例為4.7μf，10V。SCR為耐壓400V以上，電流1A以上的單向可控硅，本例為400V，1A。二極管D1－D4為耐壓400V以上，電流1A以上的整流二極管，本例為1N4004。R14取值220KΩ－1MΩ，本例為560K，1／8W。D5選用小功率發(fā)光二極管。C8為耐壓400V以上0.033μf－0.47μf的瓷介，CJ11系列，獨(dú)石、滌綸電容，本例為0.1μf，耐壓400V的獨(dú)石電容。R15為100Ω－1KΩ，本例取200Ω，1／8W。BG1－BG6均為NPN小功率晶體三級(jí)管，β均應(yīng)大于200。本例均選用9014，β值均大于200。
本電路的調(diào)試主要是調(diào)整R3、R5、R7、R10、R11。調(diào)整R3、R5、R7的目的是調(diào)整電路的靈敏度。只要將BG1及BG3的集電極電壓調(diào)到0.1V，BG2集電極電壓調(diào)到0.13V附近即可保證相當(dāng)高的靈敏度。集電極電壓調(diào)得太高電路將會(huì)失控。調(diào)整R10主要是調(diào)照度鎖定值，一般將BG5基極電壓調(diào)到0.3V左右即可保證黃昏時(shí)電路解除封鎖。調(diào)整R11可調(diào)整延時(shí)時(shí)間。一般調(diào)到40－60秒即可，對(duì)于聲控開關(guān)來(lái)說(shuō)，定時(shí)時(shí)間太長(zhǎng)毫無(wú)意義。本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是光封鎖電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
實(shí)施例2的電原理圖見附圖5。本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于，聲電轉(zhuǎn)換電路用蜂鳴片F(xiàn)M替換了MIC，并去掉R1，電路靈敏度仍可保證，只是頻率范圍變窄了。另外，光強(qiáng)鎖定電路由三極管BG4，光敏電阻GR，電阻RX組成。如前所述，此電路關(guān)鍵在于使cb結(jié)正偏，即C接地， e接BG6集電極，基極通過GR、RX串聯(lián)后接于穩(wěn)壓電源正極。調(diào)整RX可得到不同的光照度鎖定值。此例中其他部分與實(shí)施例1完全相同，調(diào)整方法也一樣。BG4為NPN硅材料小功率管，β＞50。本例為9014，β＝250。RX用1／8W以上電阻，阻值根據(jù)光敏電阻的不同和各自對(duì)光照度鎖定值要求的不同而不同。本例選用5.6KΩ，1／8W。光敏電阻GR同實(shí)施例1。當(dāng)環(huán)境照度大于鎖定值時(shí)，BG4因基極電位大于0.6V而飽和，e－c間電位相等，將BG6集電極電位拉到接近零，使得即使BG6基極電位很低，也不能輸出高電平。只有光照度小于電路鎖定值時(shí)，GR電阻增大，BG4基極電位低于0.6V而截止時(shí)，BG6才可能由于本身的截止而輸出高電平，觸發(fā)可控硅SCR導(dǎo)通。SCR導(dǎo)通后，其兩端電壓約為0.9V，經(jīng)R，降壓后，只有約0.4V，光強(qiáng)鎖定電路因失電而不工作。
附圖6為實(shí)施例3的電原理圖。該例與實(shí)施例2不同的地方為去除R8、R10，將BG4發(fā)射極接到BG5基極?？刂圃砼c實(shí)施例2完全相同，調(diào)整方法也一樣。
三個(gè)實(shí)施例中所用電阻阻值都很大，這是為了減小電路自身的功耗。因此，在不影響電路功能的前提下，盡量選用大阻值電阻。
應(yīng)該說(shuō)明的是，實(shí)施例2中光強(qiáng)鎖定電路的接法，直接控制了可控硅SCR的控制極電位。因此，在光照度大于鎖定值時(shí)，無(wú)論聲音信號(hào)有多強(qiáng)，可控硅SCR均不能導(dǎo)通，被控用電器不工作。實(shí)施例1和3中的接法，無(wú)論光照度是否大于鎖定值，只要C6兩端電壓低于0.6V，BG5就會(huì)輸出高電平觸發(fā)可控硅SCR導(dǎo)通。在實(shí)用中，開關(guān)一經(jīng)安定，電源接通后，實(shí)施例1和3可立即判斷接法是否正確，電路工作與否。而實(shí)施例2必須將光敏電阻與外界光線隔絕(用黑色幟物遮蓋即可)，才能判斷。三個(gè)實(shí)施例中的D1－D4，SCR都必須與負(fù)載功率相匹配，且應(yīng)有一定余量，這個(gè)余量應(yīng)大于負(fù)載功率的25％。在使用過程中，絕不能負(fù)載短路。如果負(fù)載短路，且電路又處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)，在聲音作用下，可控硅SCR一旦導(dǎo)通，相當(dāng)于兩端短路，將有很大電流流過D1－D4和MCR，在極短時(shí)間內(nèi)，這些元件將被擊穿。在環(huán)境照度大于鎖定值時(shí)，實(shí)施例2就不必?fù)?dān)心上述危險(xiǎn)。
權(quán)利要求1.一種串聯(lián)式聲控自熄開關(guān)，由聲電轉(zhuǎn)換、音頻放大、降壓及穩(wěn)壓、光強(qiáng)鎖定，放電開關(guān)，關(guān)斷延時(shí)，反相器及導(dǎo)通延時(shí)、功率開關(guān)、整流、電源指示、感性負(fù)載補(bǔ)償?shù)仁粋€(gè)部分組成，其特征在于(1)上述音頻放大部分由3只晶體三極管BG1、BG2、BG3，3只電容C2、C3、C4和6只電阻R2-R7組成，電阻R2、R4、R6的一端接穩(wěn)壓電源正極，另一端分別接于BG1、BG2、BG3的基極，電阻R3、R5、R7的一端接穩(wěn)壓電源正極，另一端分別接BG1、BG2、BG3的集電極，電容C2、C3、C4的一端分別接于BG1、BG2、BG3的集電極，另一端分別接于BG2、BG3和BG5的基極，BG1、BG2、BG3的發(fā)射極均直接接地；(2)上述光強(qiáng)鎖定部分由兩只電阻R8、R10和一只光敏電阻GR組成，R8與穩(wěn)壓電源正極相連，另一端接BG5基極，R10與光敏電阻GR并聯(lián)后，接于BG5基極與地之間，或者用一只三極管BG4，一只電阻Rx、一只光敏電阻GR組成，光敏電阻GR和電阻Rx串聯(lián)后一端接穩(wěn)壓電源正極，另一端接BG4的基極，BG4的集電極接地，發(fā)射極接地BG6集電極；或者去掉R8、R10，將BG4發(fā)射到BG5基極；(3)上述放電開關(guān)由三極管BG5、電阻R11組成，R11接于BG5，集電極與整流電源正極之間，BG5發(fā)射極接地；(4)上述關(guān)斷延時(shí)部分由電解電容C6和R11組成，C6正極接BG5集電極，負(fù)極接地，(5)上述反相器及導(dǎo)通延時(shí)部分由晶體三極管BG6、電阻R12、R13、電解電容C7組成，電阻R12接于BG6集電極與整流電源正極之間，C7正極接BG6集電極，負(fù)電極接地，R13一端接C7正極，另一端接可控硅SCR控制極、BG6發(fā)射極接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于上述音頻放大部分的電阻R2、R3、R4、R5、R6、R7是1／8W以上的電阻，以1／8W為好，R2、R4、R6取值470KΩ－2MΩ，R3、R5、R7取值5.6KΩ－15KΩ，電容C2、C3、C4是耐壓6.3V以上的滌綸、瓷介或CJ11系列電容，取值為0.047μf－4.7μf，BG2、BG3為NPN型晶體管，β＞200。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于上述光強(qiáng)鎖定部分的電阻R8、R10、RX為1／8W以上電阻，R8為10KΩ－100KΩ，R10為R8的1／14左右，穩(wěn)壓管DW為1／2W以上，穩(wěn)壓值3.9V－6.5V，光敏電阻GR采用亮阻≤5KΩ，暗阻≥5MΩ的MG45型，三極管BG4為NPN型，β＞50。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于上述放電開關(guān)部分的電阻R11為1／8W以上電阻，阻值100KΩ－470KΩ；三極管BG5為NPN型，β＞200。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于上述的關(guān)斷延時(shí)部分的電容C6為33μf－470μf，耐壓6.3V以上的電解電容，R11為100KΩ－470KΩ、1／8W以上的電阻，以1／8W為好。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于上述反相器及導(dǎo)通延時(shí)部分的電阻R12、R13為1／8W以上的電阻，取值220KΩ－1.5MΩ，B13取值560Ω－1.6KΩ，C7為耐壓6.3V以上，1μf－10μf的電解電容，BG6為NPN型三極管，β＞200。
專利摘要串聯(lián)式聲控自熄開關(guān)。由聲電轉(zhuǎn)換，音頻放大，降壓及穩(wěn)壓、光強(qiáng)鎖定、放電開關(guān)、關(guān)斷延時(shí)、反相器及導(dǎo)通延時(shí)，功率開關(guān)、整流、電源指示、感性負(fù)載補(bǔ)償?shù)仁粋€(gè)部分組成。主要用于樓梯、過道的照明控制，并有報(bào)警功能?？捎寐曇糸_啟電燈、延時(shí)自熄，白天電路自動(dòng)封鎖。具有節(jié)約用電，延長(zhǎng)燈泡壽命、成本低、使用方便安全、壽命長(zhǎng)及與負(fù)載為串聯(lián)連接、安裝位置可任意選取的特點(diǎn)。使用該開關(guān)將獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)H03K17/94GK2068297SQ9020387
公開日1990年12月26日 申請(qǐng)日期1990年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月28日
發(fā)明者孫敏 申請(qǐng)人:孫敏