一種光控開關的製作方法

2023-05-21 04:34:51 2

專利名稱：一種光控開關的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光控裝置製造領域，尤其涉及一種光控開關。
背景技術：
目前市面上使用的光控開關，一般是由光敏電阻、三極體、繼電器等元器組成，電網火線L通過降壓電容Cl接到整流二極體D1-4組成的橋式整流的D1、D2串聯的橋臂a點，降壓電容Cl上並聯一個電阻Rl作放電電阻。電網零線N接到二極體D3、D4串接的橋臂b點。通過二極體D1-4組成的整流橋整流後對濾波電容C2充電，當電容C2上電壓升高達到並聯在C2上的穩壓管D5的穩壓值時，穩壓管工作，使電解電容C2 二端的電壓穩定在穩壓管D5的穩壓值上，作電子線路的工作電源用，電容C2上c點為正極，d點為負極，電阻R2與光敏電阻R3串聯後，電阻R2的另一端接到電源正極(c點)光敏電阻R3的另一端接到電源負極(d點)。它們連接點E點接到電阻R4 —端，電阻R4另一端接到三極體基極上。光敏電阻R3的特點是，當白天及點亮燈的光線照到光敏電阻R3上，其電阻值變得很小。無光線時，光敏電阻R3的電阻值就變得很大，二種電阻值之比可達到幾十倍，甚至於達上百倍。當使用環境中的光線變小時，光敏電阻R3上的電阻值隨之變大，也就是光敏電阻R3上的電壓值隨之變大。三極體的發射極接到電源負極(d點)。所以三極體基極與發射極可看作與光敏電阻R3並聯，也就是說光敏電阻R3 二端的分壓是加到三極體基極與發射極之間。當環境光線變暗時，光敏電阻R3的電阻值在增加，也就是光敏電阻R3上的分壓電壓在升高，當此電壓> 0.6伏時，三極體基極與發射極上就有電流通過。光線越暗時此電流越大。因為三極體具有電流放大功能。光線暗到一定時，也就是三極體基極與發射極電流大到一定值時，三極體集電極的電流也大到足夠吸合繼電器J動作，而繼電器J的線圈一端接到電源正極(c點)。繼電器J的線圈另一端接到三極體集電極上。繼電器J動作後吸動觸點Jl關合。觸點Jl是串聯在燈泡或其它用電器電源上的，此時燈泡點亮，或用電器工作。反之當環境光線逐步變亮時，光敏電阻R3的電阻值隨之變小，光敏電阻R3上的分壓隨之變小，三極體基極與集電極之間的電流變小，當此電流小到不足繼電器J吸合電流時，繼電器觸點Jl釋放，這時燈泡熄滅，或其他電器斷電停止工作，這樣就達到光控的目的。目前在光控電路中，很大一部分採用繼電器，其主要原因是利用繼電器具有回差特點，所謂繼電器回差，例如，一個12V繼電器，接上12V時觸頭吸合，將電源電壓逐步降低，直降到8V時繼電器才釋放，那麼這個繼電器吸合電壓與釋放電壓差叫回差，這裡繼電器回差=12V-8V=4V，就是繼電器回差電壓為4V。如果光控電路中沒有這種回差特性時，光控開關就不能正常工作，一旦電路中不用繼電器來控制燈泡，直接用三極體或可控矽控制。當光線逐步暗下時，光敏電阻電阻值上升，也就光敏電阻上電壓逐步上升，當達到三極體及可控制導通電壓時，舉例在0.7時，三極體及可控矽導通，使燈泡發光，而燈泡發光後，或多或小要返回一部分光線與環境光線疊加後加到光敏電阻上，光控開關立刻關閉。當光控開關關閉後，光敏電阻上的疊加部分光線消失，光控開關又打開。結果使光控開關不斷關、合，燈泡出現不停點亮、關閉的來回閃動，無法工作。光控開關使用繼電器後，由於繼電器的回差特徵，當光線暗到光敏電阻上臨界電壓時，時三極體導通，驅動繼電器帶動燈泡發光，很小一部分燈泡光線疊加到環境光線中，使光敏電阻上電壓稍下降一些，通過三極體使繼電器線圈上的電壓下降一些。因為繼電器的回差特性，這下降部分電壓沒有超過繼電器回差電壓，繼電器照樣吸合，燈泡照樣發光，而不會來回關、合變化，不造成燈泡來回閃動，用繼電器組合成光控開關，雖然工作能正常，但存在一些缺點，這些缺點是造價較高，能耗較大，一般米用繼電器的光控開關，功耗> O. 5W,而且繼電器是有觸點控制,一般壽命較短，同時繼電器體積較大，不能做到小型化。
發明內容本實用新型為針對現有技術的不足，提供了一種具有回差特性，體積小，製作成本低、能耗低的光控開關。本實用新型為解決上述技術問題，提供了以下技術方案一種光控開關，其特徵在於包括光敏控制電路，用於控制光控開關的開啟和閉合；濾波穩壓電路，用於過濾交流電，使電壓穩定；電壓回差電路，用於解決在燈泡點亮、關閉時的反饋到光敏電阻R3上的疊加光線引起的光振蕩現象。作為本實用新型的進一步改進，所述的光敏控制電路由燈泡開關K、電阻R2、光敏電阻R3、單向可控矽、整流橋DB組成，電網火線接被控電器一端，燈泡開關K的另一端接到一個整流橋DB的橋臂上，另一個整流橋臂接電網零線，整流橋輸出的正極端接到單向可控矽KP的陽極上，整流橋輸出的負極端接到電解電容Cl的負極端，同時接到單向可控矽的陰極，電阻R2和光敏電阻R3串聯，兩者之間的連接點，接到單向可控矽控制極上，電阻R2的另一端接到電解電容正極，光敏電阻R3的另一端接單向可控矽陰極及電解電容Cl負極。通照射在光敏電阻R3上的光線大小來改變光敏電阻R3的電阻值，通過光敏電阻R3上的電阻值變化來改變R3上的電壓變化，從而達到單向可控矽KP導通與截止的目的。作為本實用新型的進一步改進，所述的濾波穩壓電路，由電阻R1、二級管D1、電解電容Cl組成，三者依次串聯連接，當電網正半周時，火線L上的電壓加到電阻Rl上，產生的電流流過電阻R1，再流經整流二極體D1，對電解電容Cl充電。這裡電阻Rl做降壓，限流用，二極體Dl作整流用。當電網在負半周時，由於電流流經方向和二極體方向相反，因此不能流過電流，此二極體為半波整流。這裡的電解電容Cl起濾波作用。因為半波整流後的直流電壓波動很大，通過電解電容Cl的濾波，使電壓波形變得較為平坦，波動大大降低。作為本實用新型的進一步改進，所述的電壓回差電路包括電阻式分壓電路、回差電路。作為本實用新型的進一步改進，所述的電阻式分壓電路為電阻R2與光敏電阻R3串聯後接到電解電容Cl 二端；作為本實用新型的進一步改進，所述的回差電路由電阻R4、R5、電容C2、三極體Q1、穩壓管D2、穩壓管D3所組成，所述的穩壓管D2、D3相串聯，兩者的連接點接到三極體Ql的集電極，穩壓管D2負極接電解電容Cl正極穩壓管D3正極接電解電容Cl負極，三極體Ql的發射極接電解電容Cl負極，所述的三極體基極串聯電阻R4、R5接到單向可控矽KP陽極。二個穩壓管D2、D3串聯後，併到電解電容Cl上，目的使電解電容電壓不能上升得很高，始終將電壓穩定在穩壓管的穩壓值。但這裡有二種穩壓值，當三極體截止時，電解Cl 二端電壓為二個穩壓管D2、D3穩壓值之和。當三極體導通時，電解Cl 二端電壓為穩壓管D2的值。為更好的解釋本實用新型的技術方案，以下詳細介紹本實用新型的工作原理電阻R2與光敏電阻R3串聯後接到電解電容Cl 二端，組成電阻式分壓電路，光敏電阻R3上得到的電壓值為VR3=R3+ (R2+R3)XVAB公式中VAB為電解電容二端的電壓。因為光敏電阻R3與單向可控矽KP的控制極，陰極相併聯。光敏電阻R3上的電壓低於單向可控矽KP的觸發電壓，約O. 62伏時，可控矽KP不工作，這時是光敏電阻被照光線較亮時，光敏電阻R3上電阻值較小，通過公式看到光敏電阻上的分壓電壓 VD2。單向可控矽KP陽極上電壓通過電阻R4，電阻R5加到三極體Ql的基極上。當可控矽KP截止時，可控矽KP陽極上加有電網整流後高電壓直流，通過電阻R4，R5加到三極體Ql的基極上，三極體導通，這時VAB=VD2。這時光敏電阻R3上的電壓為VR3=R3+ (R2+R3) XVD2。當照在光敏電阻R3上的光線變小時，光敏電阻R3的電阻值變大，光敏電阻上的電壓VR3變大，當VR3大於O. 62伏時(可控矽KP的臨界觸發電壓)，單向可控矽觸發導通，燈泡點亮，而燈泡發光時產生的一小部分發射光線疊加到環境光線上照到光敏電阻R3上，R3電阻值稍有下降，VR3小於O. 62伏，單向可控矽馬上回到截止狀態，燈泡馬上熄滅，從而通過光照控制燈泡的開啟和熄滅，但由於環境光線，R3的被照光線減小，VR3大於O. 62伏，又使單向可控矽觸發導通，使燈泡一下亮，一下滅，來回閃爍，不能正常工作，當環境光線變暗時，光敏電阻R3的電阻值逐漸變大，VR3逐漸變大，當VR3上的電壓達到單向可控矽觸發電壓時(約O. 62伏)單向可控矽觸發導通，燈泡點亮、同時單向可控矽KP陽極與陽極電壓從220V (整流峰值約308V)降到約I. 5V左右，這樣低的電壓通過電阻R4、R5限流後，電流可忽略不計，三極體Ql從導通轉為截止，VAB從VD2轉成VD2+VD3，VAB電壓一下子增加了 VD3，也就是分壓電阻R2與電阻R3 二端電壓瞬間增加了 VD3，對單向可控矽而言，觸發電壓從原來的O. 62V增加到
O.62+R3+ (R2+R3) XVD3這更有利於可控矽觸發，縱使燈泡點亮後產生照到光敏電阻R3上的疊加光產生觸發電壓稍微減小的量，遠遠小於R3+ (R2+R3)XVD3的補償量，使單向可控矽KP的觸發電壓遠大於O. 62V使可控矽繼續保持導通狀態，而不受燈泡產生在光敏電阻上疊加光線影響，從而消除了光振蕩現象。這裡VD3的電壓叫回差電壓，繼電器的回差電壓是固定不變的，而且每個繼電器的回差電壓不一樣，一致性很差。本實用新型的電子回差電路的回差電壓可以任意設定，而且一致性很好。反之當環境光線增加時，光敏電阻R3的電阻值在不斷地減小，也就是光敏電阻R3上的電壓不斷下降，當此電壓下降到單向可控矽KP的觸發電壓時，單向可控矽關斷，燈泡LP熄滅。這時單向可控矽陽極上的電壓上升到電網整流後的高電壓，此高電壓通過電阻R4、R5加到三極體Ql的基極上，三極體Ql導通。使得VAB上電壓從原來VD2+VD3下降到VD2上，這時使得光敏電阻R3上的電壓瞬間下降，這就更有利於單向可控矽KP關斷，這樣使光敏電阻R3上縱使有光線波動，也能保證可控矽KP可靠關斷，不使燈泡產生光振蕩。本實用新型的有益效果本實用新型的光控開關，摒棄了現有技術的繼電器，而採用貼片電子元件整個開關體積做到約25X13X6.總耗功率為O. 3W，為繼電器式的光控開關的一半，繼電器開關壽命為I萬次，而無觸點控制的可控矽壽命約千萬次以上，其壽命遠遠超過了繼電器壽命，降低了製作成本。
圖I為本實用新型現有技術的光控開關電路圖。圖2為本實用新型實施例I的電路圖。圖3為本實用新型實施例2的電路圖。
具體實施方式
一種光控開關，包括光敏控制電路001，用於控制光控開關的開啟和閉合；濾波穩壓電路002，用於過濾交流電，使電壓穩定；電壓回差電路003，用於解決在燈泡點亮、關閉時的反饋到光敏電阻R3上的疊加光線引起的光振蕩現象。所述的光敏控制電路001由燈泡開關K、電阻R2、光敏電阻R3、單向可控矽、整流橋DB組成，電網火線接被控電器一端，燈泡開關K的另一端接到一個整流橋DB的橋臂上，另一個整流橋臂接電網零線，整流橋輸出的正極端接到單向可控矽KP的陽極上，整流橋輸出的負極端接到電解電容Cl的負極端，同時接到單向可控矽的陰極，電阻R2和光敏電阻R3串聯，兩者之間的連接點，接到單向可控矽控制極上，電阻R2的另一端接到電解電容正極，光敏電阻R3的另一端接單向可控矽陰極及電解電容Cl負極。所述的濾波穩壓電路002，由電阻R1、二級管D1、電解電容Cl組成，三者依次串聯連接。所述的電壓回差電路003包括電阻式分壓電路031、回差電路032。所述的電阻式分壓電路031為電阻R2與光敏電阻R3串聯後接到電解電容Cl 二端；所述的回差電路032由電阻R4、R5、電容C2、三極體Q1、穩壓管D2、穩壓管D3所組成，所述的穩壓管D2、D3相串聯，兩者的連接點接到三極體Ql的集電極，穩壓管D2負極接電解電容Cl正極穩壓管D3正極接電解電容Cl負極，三極體Ql的發射極接電解電容Cl負極，所述的三極體基極串聯電阻R4、R5接到單向可控矽KP陽極。實施例1，如圖2所示，從電網來的火線L連接電子Rl的一端，也連接到燈泡開關K的一端，電阻Rl的另一端接二極體Dl的正端，二極體的負端連接到A點，電網的零線N接到整流橋堆DB的一個橋臂上。整流橋的另一個橋臂接到燈泡開光K的另一端，整流橋正極輸出端接到單向可控矽陽極上，同時接到電阻R4的一端，如圖上所示的C點，整流橋的負極接到單向可控矽陰極，如圖上所示的B點。電解電容Cl正極接到A點，負極接到B點。穩壓管D2與穩壓管D3相串聯，D2的正極與D3的負極連接，稱為F點，接到三極體Ql的集電極，穩壓管D2的負極接到A點，穩壓管D3的正極接到B點上，三極體的發射極接到B點。電阻R4的另一端接到電容C2的一端，稱為E點，同時接到電阻R5的一端，電阻R5的另一端接到三極體Ql的基極。電容C2的另一端接到B點。電阻R2的一端接光敏電阻R3 —端，稱為D點，同時接到單向可控矽KP的控制極。電阻R2的另一端接到A點，光敏電阻R3的另一端接B點，所述的整理橋堆DB可換成由四個整流二極體組成橋式整流。[0022]實施例2 :參照實施例1，如圖3所示，用在直流電源上時可以將整流橋DB省掉不 用。
權利要求1.一種光控開關，其特徵在於包括 光敏控制電路，用於控制光控開關的開啟和閉合； 濾波穩壓電路，用於過濾交流電，使電壓穩定； 電壓回差電路，用於解決在燈泡點亮、關閉時的反饋到光敏電阻R3上的疊加光線引起的光振蕩現象。
2.根據權利要求I所述的一種光控開關，其特徵在於所述的光敏控制電路由燈泡開關K、電阻R2、光敏電阻R3、單向可控矽、整流橋DB組成，電網火線接被控電器一端，燈泡開關K的另一端接到一個整流橋DB的橋臂上，另一個整流橋臂接電網零線，整流橋輸出的正極端接到單向可控矽KP的陽極上，整流橋輸出的負極端接到電解電容Cl的負極端，同時接到單向可控矽的陰極，電阻R2和光敏電阻R3串聯，兩者之間的連接點，接到單向可控矽控制極 上，電阻R2的另一端接到電解電容正極，光敏電阻R3的另一端接單向可控矽陰極及電解電容Cl負極。
3.根據權利要求I所述的一種光控開關，其特徵在於所述的濾波穩壓電路，由電阻R1、二級管D1、電解電容Cl組成，三者依次串聯連接。
4.根據權利要求I所述的一種光控開關，其特徵在於所述的電壓回差電路包括電阻式分壓電路、回差電路。
5.根據權利要求4所述的一種光控開關，其特徵在於所述的電阻式分壓電路為電阻R2與光敏電阻R3串聯後接到電解電容Cl 二端。
6.根據權利要求4所述的一種光控開關，其特徵在於所述的回差電路由電阻R4、R5、電容C2、三極體Q1、穩壓管D2、穩壓管D3所組成，所述的穩壓管D2、D3相串聯，兩者的連接點接到三極體Ql的集電極，穩壓管D2負極接電解電容Cl正極穩壓管D3正極接電解電容Cl負極，三極體Ql的發射極接電解電容Cl負極，所述的三極體基極串聯電阻R4、R5接到單向可控娃KP陽極。
專利摘要本實用新型涉及一種光控開關，其特徵在於穩壓管D2和穩壓管D3相串聯，它們之間連接點F接到三極體集電極，穩壓管D2負極接到濾波電解電容C1的正極，穩壓管D3的正極接到電解電容負極。當三極體Q1導通時，電解電容二端電壓為穩壓管D2的穩壓值，此時電解電容二端的電壓為VAB=VD2(穩壓管D2的穩壓值)。當三極體Q1截止時，電解電容二端電壓為VAB=VD2+VD3(穩壓管D2、D3的穩壓值之和)。這二者之間的電壓差值為VD3,VD3叫回差電壓值。而回差電路中的三極體Q1則通過電阻R4,R5由單向可控矽來控制。當單向可控矽KP觸發導通時，陽極與陰極之間為低電壓，三極體截止。
文檔編號H03K17/72GK202663377SQ201220314500
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月2日 優先權日2012年7月2日
發明者楊玉勇, 胡俊 申請人:無錫四方電爐有限公司