基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路和工作電器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路和工作電器，該控制電路包括：感光電路、觸發(fā)電路和與負(fù)載電路；所述感光電路基于外界光線的變化向所述觸發(fā)電路輸出感光電壓；所述觸發(fā)電路在所述感光電壓的作用下向所述負(fù)載電路輸出觸發(fā)電壓；所述負(fù)載電路在所述觸發(fā)電壓的作用下導(dǎo)通或者斷開，進(jìn)而控制工作電器的開關(guān)。該工作電器包括該控制電路。本發(fā)明具有低功耗、低成本、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧和便于調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)，適用于照明、光線補(bǔ)償和空氣煙塵檢測(cè)等廣泛的生產(chǎn)生活環(huán)境。
【專利說(shuō)明】基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路和工作電器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路和工作電器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，光控電路的應(yīng)用日益廣泛，光控電路在實(shí)現(xiàn)電器自動(dòng)開關(guān)、節(jié)約能源、延長(zhǎng)電器使用壽命等方面具有巨大優(yōu)勢(shì)，已成為生產(chǎn)生活中的必需品，在照明路燈、建筑裝飾LED、室外廣告照明、攝像機(jī)光線補(bǔ)償燈和空氣煙塵檢測(cè)器等眾多需要根據(jù)外界光線來(lái)控制用電器開關(guān)的領(lǐng)域的需求不斷上升。因此，在保證電路工作效能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步縮小電路體積，簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)以及降低電路的成本和功耗，具有非常重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路和工作電器，以解決上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題。
[0004]依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路，包括:感光電路、觸發(fā)電路和負(fù)載電路；
[0005]所述感光電路基于外界光線的變化向所述觸發(fā)電路輸出感光電壓；
[0006]所述觸發(fā)電路在所述感光電壓的作用下向所述負(fù)載電路輸出觸發(fā)電壓；
[0007]所述負(fù)載電路在所述觸發(fā)電壓的作用下導(dǎo)通或者斷開，進(jìn)而控制工作電器的開關(guān)。
[0008]可選地，所述感光電路包括:電源、第一電阻、第二電阻、第三電阻和光敏電阻；
[0009]所述第一電阻的一端與所述電源正極相連，其另一端與所述第二電阻的一端相連；
[0010]所述第二電阻的另一端與所述第三電阻的一端相連；
[0011]所述第三電阻的另一端與所述光敏電阻的一端相連；
[0012]所述光敏電阻的另一端接地；
[0013]其中，所述第二電阻的另一端與所述第三電阻的一端作為所述感光電壓的輸出端。
[0014]可選地，所述觸發(fā)電路包括:電源、第一電阻、第四電阻、第五電阻和第一三極管；
[0015]所述第一電阻的一端與所述電源正極相連，其另一端與所述第四電阻的一端相連；
[0016]所述第四電阻的另一端與所述第五電阻的一端相連；
[0017]所述第五電阻的另一端與所述第一三極管的集電極相連；
[0018]所述第一三極管的發(fā)射極接地；
[0019]其中，所述第一三級(jí)管的基極作為所述感光電壓的輸入端，所述第四電阻的另一端與所述第五電阻的一端作為所述觸發(fā)電壓的輸出端。
[0020]可選地，所述負(fù)載電路包括:電源、第一電阻、第二三極管和工作電器；
[0021]所述第一電阻的一端與所述電源正極相連，其另一端與所述第二三極管的發(fā)射極相連；
[0022]所述第二三極管的集電極與所述工作電器的正極相連；
[0023]所述工作電器的負(fù)極接地；
[0024]其中，所述第二三極管的基極作為所述觸發(fā)電壓的輸入端。
[0025]可選地，該控制電路進(jìn)一步包括:第六電阻和二極管；
[0026]所述第六電阻的一端與所述第二三極管的集電極相連，其另一端與所述二極管的正極相連；
[0027]所述二極管的負(fù)極與所述第一三極管的基極、所述第二電阻的另一端以及所述第三電阻的一端相連。
[0028]可選地，該控制電路進(jìn)一步包括:電容；
[0029]所述電容的一端與所述第一三極管的基極、所述第二電阻的另一端、所述第三電阻的一端以及所述二極管的負(fù)極相連，其另一端接地。
[0030]可選地，所述光敏電阻為負(fù)系數(shù)光敏電阻；或者，所述光敏電阻為正系數(shù)光敏電阻。
[0031]依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種工作電器，該工作電器包括所述控制電路。
[0032]可選地，所述工作電器為照明用的LED燈；
[0033]與之對(duì)應(yīng)的，所述控制電路中的光敏電阻為負(fù)系數(shù)光敏電阻。
[0034]可選地，所述工作電器為繼電器。
[0035]綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路和工作電器中的元件成本較低，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用面積可小至1cm2，并且工作電器是包括LED燈、繼電器、攝像頭光線補(bǔ)償燈等需要由外界光線控制開關(guān)的廣泛電器，進(jìn)一步提高了控制電路和工作電器的性能及適用范圍。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路的組織結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路和工作電器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖3是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中的基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路和工作電器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖4是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中的基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路和工作電器的工作流程圖；
[0040]圖5是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中的基于外界光線控制LED燈的控制電路和LED燈的電路結(jié)構(gòu)意圖；
[0041]圖6是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中的基于外界光線控制繼電器的控制電路和繼電器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0042]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0043]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路的組織結(jié)構(gòu)不意圖。如圖1所不，該控制電路包括:感光電路、觸發(fā)電路和負(fù)載電路。
[0044]感光電路基于外界光線的變化向觸發(fā)電路輸出感光電壓；觸發(fā)電路在感光電壓的作用下向負(fù)載電路輸出觸發(fā)電壓；負(fù)載電路在觸發(fā)電壓的作用下導(dǎo)通或者斷開，進(jìn)而控制工作電器的開關(guān)。
[0045]由上述可知，本發(fā)明提供的技術(shù)方案只需要三部分簡(jiǎn)單的電路即可完成基于外界光線對(duì)工作電器開關(guān)的控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉和便于調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)，有利于控制電路進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化和集成化。
[0046]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路和工作電器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，感光電路包括:電源VCC、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和光敏電阻⑶SI。
[0047]第一電阻Rl的一端與電源VCC正極相連,其另一端與第二電阻R2的一端相連；第二電阻R2的另一端與第三電阻R3的一端相連；第三電阻R3的另一端與光敏電阻CDSl的一端相連；光敏電阻⑶SI的另一端接地GND。
[0048]其中，通過(guò)調(diào)節(jié)第三電阻R3的阻值可以調(diào)節(jié)光敏電阻⑶SI對(duì)外界光線強(qiáng)弱的感知程度；并且，第二電阻R2的另一端與第三電阻R3的一端作為感光電壓的輸出端。
[0049]如圖2所示，觸發(fā)電路包括:電源VCC、第一電阻Rl、第四電阻R4、第五電阻R5和第一三極管Ql。
[0050]第一電阻Rl的一端與電源VCC正極相連，其另一端與第四電阻R4的一端相連；第四電阻R4的另一端與第五電阻R5的一端相連；第五電阻R5的另一端與第一三極管Ql的集電極相連；第一三極管Ql的發(fā)射極接地GND。
[0051 ] 其中，第一三級(jí)管Ql的基極作為感光電壓的輸入端，第四電阻R4的另一端與第五電阻R5的一端作為觸發(fā)電壓的輸出端。
[0052]如圖2所示，負(fù)載電路包括:電源VCC、第一電阻Rl、第二三極管Q2和工作電器LI。
[0053]第一電阻Rl的一端與電源VCC正極相連，其另一端與第二三極管Q2的發(fā)射極相連；第二三極管Q2的集電極與工作電器LI的正極相連；工作電器LI的負(fù)極接地GND。
[0054]其中，工作電器LI是包括LED燈、繼電器、攝像頭光線補(bǔ)償燈和空氣煙塵檢測(cè)器等需要由外界光線控制開關(guān)的廣泛電器；并且，第二三極管Q2的基極作為觸發(fā)電壓的輸入端。
[0055]在本實(shí)施例中，控制電路和工作電器的工作原理如下:
[0056]在外界光線的作用下，感光電路向觸發(fā)電路中的第一三極管Ql的基極輸出感光電壓；在該感光電壓的作用下，觸發(fā)電路中的第一三極管Ql發(fā)生導(dǎo)通或者截止，導(dǎo)致觸發(fā)電路向負(fù)載電路中的第二三極管Q2的基極輸出觸發(fā)電壓；在該觸發(fā)電壓的作用下，負(fù)載電路中的第二三極管Q2發(fā)生導(dǎo)通或者截止，導(dǎo)致負(fù)載電路導(dǎo)通或者斷開，進(jìn)一步控制工作電器LI的開關(guān)。
[0057]圖3是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中的基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路和工作電器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，如圖3所示，在圖2所示的感光電路、觸發(fā)電路和負(fù)載電路的基礎(chǔ)上，該控制電路和工作電器進(jìn)一步包括:第六電阻R6、二極管D和電容C0
[0058]由于圖3中感光電路、觸發(fā)電路和負(fù)載電路的連接方式與圖2中相同，這里不再贅述。第六電阻R6的一端與第二三極管Q2的集電極相連，其另一端與二極管D的正極相連；二極管D的負(fù)極與第一三極管Ql的基極、第二電阻R2的另一端以及第三電阻R3的一端相連；電容C的一端與第一三極管Ql的基極、第二電阻R2的另一端、第三電阻R3的一端以及二極管D的負(fù)極相連，其另一端接地GND。
[0059]在本實(shí)施例中，設(shè)置二極管D的負(fù)極、第一三極管Ql的基極、第二電阻R2的另一端以及第三電阻R3的一端作為A點(diǎn)，設(shè)置第六電阻R6的一端以及第二三極管Q2的集電極作為B點(diǎn)。其中，第六電阻R6與二極管D用于防止電流從A點(diǎn)倒流回B點(diǎn)，從而保證電路工作的穩(wěn)定性；電容C用于保證在臨界導(dǎo)通狀態(tài)下所述第一三極管Ql工作的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證電路工作的穩(wěn)定性。
[0060]在本實(shí)施例中，所述電源VCC的電壓為12V，所述第一電阻Rl的阻值為47 Ω，所述第二電阻R2的阻值為470ΚΩ，所述第三電阻R3的阻值為330 Ω，所述第四電阻R4的阻值為6.8K Ω，所述第五電阻R5的阻值為6.8K Ω，所述第六電阻R6的阻值為4.7K Ω，所述第一三極管Ql為NPN型，所述第二三極管Q2是PNP型，光敏電阻為負(fù)系數(shù)光敏電阻。
[0061]本實(shí)施例將通過(guò)下述實(shí)施例對(duì)其工作原理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0062]圖4是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中的基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路和工作電器的工作流程圖。如圖3所示，在如圖2所示的控制電路和工作電器的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步包括:
[0063]當(dāng)外界光線變暗時(shí)，光敏電阻⑶SI阻值逐漸變大，由電源VCC、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和光敏電阻CDSl構(gòu)成的感光電路在A點(diǎn)的電壓(感光電壓)逐漸增大，當(dāng)感光電壓增大至第一三極管Ql的導(dǎo)通電壓時(shí)，第一三極管Ql導(dǎo)通，其集電極電壓被拉低。此時(shí)，在由電源VCC、第一電阻R1、第四電阻R4、第五電阻R5和第一三極管Ql構(gòu)成的觸發(fā)電路中，所述第四電阻R4兩端的電壓(觸發(fā)電壓)在本實(shí)施例中為:
[0064]VR4 = R4XVCC/ (R1+R4+R5) = 5.979V
[0065]因?yàn)榈谒碾娮鑂4兩端的電壓(觸發(fā)電壓)與第二三極管Q2的基極與發(fā)射極之間的壓差相等，并遠(yuǎn)大于第二三極管Q2的導(dǎo)通電壓，因此，第二三極管Q2也處于導(dǎo)通狀態(tài)，由電源VCC、第一電阻R1、第二三極管Q2和工作電器LI構(gòu)成的負(fù)載電路導(dǎo)通,工作電器LI開始工作。
[0066]當(dāng)外界光線變亮?xí)r，光敏電阻⑶SI阻值逐漸變小，由電源VCC、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和光敏電阻CDSl構(gòu)成的感光電路在A點(diǎn)的電壓(感光電壓)逐漸減小，當(dāng)感光電壓減小至第一三極管Ql的截止電壓時(shí)，第一三極管Ql截止，其集電極電壓升高。此時(shí)，在由電源VCC、第一電阻R1、第四電阻R4、第五電阻R5和第一三極管Ql構(gòu)成的觸發(fā)電路中，第四電阻R4兩端的電壓(觸發(fā)電壓)為O。因?yàn)榈谒碾娮鑂4兩端的電壓(觸發(fā)電壓)與第二三極管Q2的基極與發(fā)射極之間的壓差相等，因此，第二三極管Q2也處于截止?fàn)顟B(tài)，由電源VCC、第一電阻R1、第二三極管Q2和工作電器LI構(gòu)成的負(fù)載電路斷開，工作電器LI停止工作。
[0067]在外界光線很強(qiáng)，工作電器電源沒有被打開的狀態(tài)下，此時(shí)本發(fā)明電路的待機(jī)電流僅為0.03mA,功耗約為3X 10勹。
[0068]圖5是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中的基于外界光線控制LED燈的控制電路和LED燈的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，工作電器為L(zhǎng)ED燈，如圖4所示，工作電器為串聯(lián)的第一發(fā)光二極管LEDl和第二發(fā)光二極管LED2。
[0069]為保證發(fā)光二極管的亮暗程度可調(diào)，第一發(fā)光二極管LEDl和第二發(fā)光二極管LED2與第七電阻R7相連，第七電阻R7用于限流。
[0070]當(dāng)外界光線變暗時(shí)，光敏電阻⑶SI阻值變大，所述第一三極管Ql和第二三極管Q2均處于導(dǎo)通狀態(tài)，第一發(fā)光二極管LEDl和第二發(fā)光二極管LED2開始工作；當(dāng)外界光線變亮?xí)r，光敏電阻⑶SI阻值變小，所述第一三極管Ql和第二三極管Q2均處于截止?fàn)顟B(tài)，第一發(fā)光二極管LEDl和第二發(fā)光二極管LED2停止工作。
[0071]圖6是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中的基于外界光線控制繼電器的控制電路和繼電器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，工作電器為繼電器RELAY，如圖5所示，通過(guò)外界光線控制繼電器RELAY的開關(guān)，從而控制常開觸點(diǎn)K和負(fù)載L2的開關(guān)，其中，L為火線，N為零線。
[0072]當(dāng)外界光線變暗時(shí)，光敏電阻⑶SI阻值變大，導(dǎo)致第一三極管Ql和第二三極管Q2均處于導(dǎo)通狀態(tài)，繼電器RELAY電源打開，常開觸點(diǎn)K接通，負(fù)載L2開始工作；當(dāng)外界光線變亮?xí)r，光敏電阻⑶SI阻值變小，導(dǎo)致第一三極管Ql和第二三極管Q2均處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器RELAY電源關(guān)閉，常開觸點(diǎn)S斷開，負(fù)載L2停止工作。
[0073]綜上所述，本發(fā)明提供的基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路和工作電器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，配置合理，所用到的元件價(jià)格較低，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用面積可小至1cm2，而且待機(jī)電流很小。不僅可以在低成本、低功耗的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)由外界光線控制工作電器開關(guān)的功能，還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)控制電路和工作電器的小型化和集成化。
[0074]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于外界光線控制工作電器開關(guān)的控制電路，其特征在于，包括:感光電路、觸發(fā)電路和負(fù)載電路； 所述感光電路基于外界光線的變化向所述觸發(fā)電路輸出感光電壓； 所述觸發(fā)電路在所述感光電壓的作用下向所述負(fù)載電路輸出觸發(fā)電壓； 所述負(fù)載電路在所述觸發(fā)電壓的作用下導(dǎo)通或者斷開，進(jìn)而控制工作電器的開關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述感光電路包括:電源、第一電阻、第二電阻、第三電阻和光敏電阻； 所述第一電阻的一端與所述電源正極相連，其另一端與所述第二電阻的一端相連； 所述第二電阻的另一端與所述第三電阻的一端相連； 所述第三電阻的另一端與所述光敏電阻的一端相連； 所述光敏電阻的另一端接地； 其中，所述第二電阻的另一端與所述第三電阻的一端作為所述感光電壓的輸出端。
3.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述觸發(fā)電路包括:電源、第一電阻、第四電阻、第五電阻和第一三極管； 所述第一電阻的一端與所述電源正極相連，其另一端與所述第四電阻的一端相連； 所述第四電阻的另一端與所述第五電阻的一端相連； 所述第五電阻的另一端與所述第一三極管的集電極相連； 所述第一三極管的發(fā)射極接地； 其中，所述第一三級(jí)管的基極作為所述感光電壓的輸入端，所述第四電阻的另一端與所述第五電阻的一端作為所述觸發(fā)電壓的輸出端。
4.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述負(fù)載電路包括:電源、第一電阻、第二三極管和工作電器； 所述第一電阻的一端與所述電源正極相連，其另一端與所述第二三極管的發(fā)射極相連； 所述第二三極管的集電極與所述工作電器的正極相連； 所述工作電器的負(fù)極接地； 其中，所述第二三極管的基極作為所述觸發(fā)電壓的輸入端。
5.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的控制電路，其特征在于，該控制電路進(jìn)一步包括:第六電阻和二極管； 所述第六電阻的一端與所述第二三極管的集電極相連，其另一端與所述二極管的正極相連； 所述二極管的負(fù)極與所述第一三極管的基極、所述第二電阻的另一端以及所述第三電阻的一端相連。
6.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的控制電路，其特征在于，該控制電路進(jìn)一步包括:電容； 所述電容的一端與所述第一三極管的基極、所述第二電阻的另一端、所述第三電阻的一端以及所述二極管的負(fù)極相連，其另一端接地。
7.如權(quán)利要求2中所述的控制電路，其特征在于， 所述光敏電阻為負(fù)系數(shù)光敏電阻； 或者， 所述光敏電阻為正系數(shù)光敏電阻。
8.—種工作電器,其特征在于,該工作電器包括如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的控制電路。
9.如權(quán)利要求8所述的工作電器，其特征在于，所述工作電器為照明用的LED燈； 所述控制電路中的光敏電阻為負(fù)系數(shù)光敏電阻。
10.如權(quán)利要求8所述的工作電器，其特征在于，所述工作電器為繼電器。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104202868SQ201410384425
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】鄭朝永 申請(qǐng)人:青島歌爾聲學(xué)科技有限公司