CN1043064A - 一种改进的自动电灯控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改进的自动电灯控制电路，特别是在电路中利用线路的切换，使其应用状态根据需要而成为自动电灯或一般电灯，两者都可微调灯泡点亮的亮度。由于一般自动电灯在灯泡点亮时会产生闪烁现象，所以在电路中增加了新设计的防止闪烁电路，从而使灯泡点亮时不会产生闪烁现象，如此使自动电灯更具新颖实用之效果。

Description

本发明涉及一种改进的自动电灯控制电路。

往常使用的自动电灯一般都利用红外线传感器感测人体辐射的红外线讯号，同时结合光敏电阻对外界照度（光线）强弱的反应而形成自动驱动照明设备系统，从而避免摸黑寻找电灯开关和忘记关灯的困扰。但往常使用的自动电灯在应用中存在下述缺点：1.由于红外线传感器的感测有一定的有效范围，所以其应用的场所受到极大的局限，如应用于卫生间和浴室等暂留的较小空间极其方便，然而，若应用于居民的客厅、卧室等，由于人经常走动，有时只是暂离而无需关灯，可是，当人脱离传感器的感测范围时，传感器所控制的灯泡会自动熄灭而带来莫大的不便。并且，当人们处于某种长时间置留的情况，如看电视、聊天等，并不需要灯泡高亮度，而此种自动电灯却不具备调节功能从而造成浪费。2.往常使用的自动电灯在灯泡点亮的过程中因光敏电阻受到当时检测得的亮度变化的影响，使灯泡会产生间歇性闪烁的现象。针对这种情况，如今克服这一缺点的方法是将光敏电阻的安装位置尽量设置于不受灯泡光源影响的地方。这样，光敏电阻的安装位置将受到限制，而无法设置在对外界区域感光最佳的位置，从而必然影响光敏电阻检测的灵敏度。并且，通常的自动电灯在其灯泡点亮后，因延时电路的作用，当每次定时计数届满，而传感器仍有讯号输入时，灯泡就会出现一次快速闪烁。上述两种闪烁的情况，给通常的自动电灯的使用带来极大的不便。3.通常的自动电灯在其灯泡点亮后，呈现的是灯泡的完全亮度，而无法调整灯泡的照明亮度，然而，随着生活情趣的提高，人们对周围事物力求完美和能随意控制，这也便成为一潜在的缺憾。

针对上述问题，于是，本发明的主要目的在于改进通常的自动电灯的电路，在电路中利用线路的切换而使自动电灯的应用根据其需要而可1.作为自动电灯，并可在灯泡点亮后微调其亮度;2.形成一般的电灯，并可微调其灯泡的亮度。

本发明的另一目的为消除通常自动电灯在点亮过程中出现的闪烁现象，在电路中设计了一个防止闪烁电路，从而使自动电灯不会产生闪烁现象，并使光敏电阻可根据需要而定位，以获得一最佳的检测位置。

本发明的再一个目的为使电路中只需改变一个电阻的阻值，即可使110V或220V的电流均可适用，从而提高其实用性。

本发明的又一个目的是使电路中的可控硅ST1采用无接点式，使之在频繁使用中不易发生故障而延长其使用寿命，有利于实际使用。

下面结合附图对本发明的电路设计加以详细描述，从而更有助于对上述特征、功能的理解。

图1    为本发明的电路原理图，其结构包括：

-电源及控制电路，它由交流电源、zNR突发脉冲波吸收器、晶体管、切换开关SW、调光器、灯泡组成;

-整流稳压电路，它由降压电阻R22、二极管D2、稳压二极管D1、电容器C5、C10及稳压集成电路IC3组成;

-热电型红外线传感器SENSOR;

-滤波、放大电路，它包括滤波电容C1及由IC1a、电阻R2和R3、电容C2和C3组成的正半周交流放大器及由IC1b、电阻R4、R5、VR1、电容C4和C7组成的负半周交流放大器;

-比较电路，它主要由IC1c及IC1d及电阻R7、R8、R9组成的限幅比较器构成;

-延时电路，它主要由延时集成电路IC-2及电阻分压网路组成;

-光控电路，它由光敏电阻（C.D.S）与电阻网路组成;

-调光电路，它由可控硅ST1、电容C11、C12、电阻R25、R26、VR4、二极管D3及桥式全波整流电路D4-D7组成;

-防止闪烁电路，它使自动电灯的灯泡点亮后，不会产生闪烁现象。

为作一详细的说明，现将电路中应用已知技术的部分和创新设计的部分两者分别叙述如下：

-热电型红外线传感器SENSOR作为讯号感知媒介，其上设置聚光镜，用以聚集人体发出的红外线辐射，并作能量转换，以定压降讯号输出至主电路。

-主电路，它是控制照明设备的控制电路，它以IC1a正端受传感器驱动，放大讯号，并经C1滤波，而IC1a与R2、R3及C2、C3组成正半周交流放大器，用以滤除不必要的频率，只放大所需要的频段，经过放在的讯号经由C4、R4至IC1b的负端，再放大滤波及通过IC1b和电阻R4、R5、VR1及C4、C7所组成的负半周交流放大器再把不需要的频率滤除，只放大所需要的频段，其中VR1为可调电阻，可调整控制IC1b的放大倍率;该IC1b输出的讯号再经IC1c及IC1d和R6、R7、R8、R9所组成的限幅比较器进行比较，以决定晶体管TR1是否触发导通接地，换言之，如果输入讯号电压值比IC1c负端的基准电压低，则IC1c的输出处于低状态，反之输出处于高状态;IC1d的情况则与IC1c相反;因此输入电压如果经过IC1c负端或IC1d正端任一电压时，则正电位流经电阻R10、R11和R12到TR1的基极，使TR1被触发导通接地。于是，R14从高电位变为低电位，而IC-2的“IN”端也变为低电位，如果IC-2的清除端子“C1”又处于高电位，则IC-2的“T2”端会处于低电位，于是，C8由“T2”端放电，同时IC-2的输出“OUT”端子会有高电位输出。经R18、R19到晶体管TR2的基极和到晶体管TR5的基极。于是，TR2导通接地，使得R21也被接地，晶体管TR3的基极得不到正偏压而使TR3呈开路状。

上述控制电路当处于照度光源充足时，可自动取消照明驱动电路部分，使传感器的感知讯号不能驱动点亮照明设备，其工作原理为：当光线充足时，光敏电阻（C.D.S）受到光线的照射，使得其阻值变小，电压降跟着变小，于是晶体管TR4的基极得到偏压而使TR4导通接地，于是电阻R10、R11的一端被短路接地，从而IC1c与IC1d的输出被中断，使得晶体管TR1得不到正电压而无法导通。所以在光线充足时，即使人体进入本装置传感器的监控范围，也不会使照明设备开启而造成浪费。

本发明一种改进的自动电灯控制电路中除了应用上述已知技术外，其配置的创新设计部分为：

（一）利用开关SW的切换使自动电灯的使用可根据需要而形成自动电灯状态“A”和一般电灯状态“D”，其设计原理为：当开关拨至“A”的位置时，则电阻R21的电位受到晶体管TR2的控制，如果TR2不导通接地，则正电位经R20、R21到晶体管TR3基极，使TR3导通接地，电容器C11也被接地短路，D3得不到偏压而不导通，于是可控硅ST1被断流，从而使灯泡没有电压而不亮。在此情况下，则使电灯处于自动电灯的状态，而发光二极管LED会发亮，以指示其作用状态。当开关拨至“D”的位置时，电阻R21一直被接地，此时电灯处于一般电灯的状态而不具备自动电灯的功能。

（二）不论是自动电灯或一般电灯的状态均可微调设定灯泡的亮度，其设计原理为：当晶体管呈开路时，则电容器C11不再被接地，电压经VR4、R25向C11充电，当电压超过触发二极管D3的导通压时，D3被导通，于是可控硅ST1得到触发电压而导通，电源经可控硅ST1加到灯泡（LAMP）而使灯泡点亮。其中，D4～D7为桥式全波整流电路，其作用在于使C11两端的交流电压不论是正半周或负半周时，均能受到晶体管TR3的控制。

在上述情况中，如果改变可调电阻VR4的阻值，则D3导通时间会改变，进而使可控硅ST1的导通角改变，于是流过ST1的电压高低会不同，进而影响灯泡的亮度。所以如果利用一调光器来控制调整VR4的阻值，即可达到微调灯泡亮度的目的。另外，电路中R26和C12用于防止可控硅的误触发，以增加其稳定性。

（三）防止闪烁电路的设计：主要是为了使自动电灯状态中的灯泡在点亮过程中完全不产生闪烁现象，因为如果没有这一设计，则当人体进入传感器的探测范围时，传感器会产生讯号进而驱使电路作用而使电灯点亮，但当电灯点亮的同时，电灯的光线照射在光敏电阻（C.D.S）上，则光敏电阻的阻值会变小，而使晶体管TR4被导通接地，进而使IC1c和IC1d的输出被中断，于是IC-2呈无输出状态，TR2不导通，从而正电位经R20、R21到TR3的基极，使TR3导通接地，C11呈短路，使可控硅ST1不导通，灯泡便熄灭。而当电灯熄灭后，光敏电阻探测到周围亮度不足，其阻值又会变大，以致使IC1c和IC1d又有输出，而而驱动灯泡又点亮。这样周而复始，必然造成电灯闪烁的现象。另外，一般的自动电灯当灯泡点亮后，其定时电路就启动而由一可变电阻来设定放电时间的长短，所以每当一定时计数届满，若传感器仍有讯号输入（即人体未离开感测范围），则其灯泡就会作一次快速的闪烁（乍灭又亮），这种现象在人体停留于感测范围较久时会重复产生，使人感到非常刺眼和不舒服。

针对上述自动电灯会闪烁的缺点，本发明在电路中增设了防止闪烁电路，它设计成当人体进入传感器感测范围而使电路作用时，其IC-2的“OUT”端子会有高电压输出，经电阻R18到晶体管TR5的基极，使TR5导通接地，于是电阻R23的一端被接地，而使光敏电阻（C.D.S）阻值变化，无法使晶体管TR4导通接地，根据以上设计，就可达到：（1）灯泡点亮过程中，光敏电阻（C.DS）的阻值变化，无法使晶体管TR4导通接地，从而使电灯不会熄灭或产生闪烁现象。（2）电灯自点亮至熄灭为止，其延时电路只作重复计数，而不会在每次计数届满时，使电灯产生快速闪烁（乍灭又亮）的现象，如此，便使整体设计达到无缺点和最具实效。

除了上述的电路配置外，本发明的电路中还具有：（一）延时电路，它只需改变可调电阻VR2的阻值，即可改变延时时间，以使人体即使进入感知范围的时间很短，电灯仍能发亮至一定的设定时间;（二）延时起始电路，用以克服电路及传感器在刚接上电源的初期不稳定及防止误检的情况;（三）本发明中电源电路AC-IN的两端并联有一ZNR突发脉冲波吸收器，以吸收突发脉冲波杂讯号而防止干扰。另外，电路中电阻R22为降压电阻，电源经R22降压后，再经二极管D2整流成直流电。D1为稳压二极管，用以稳定D1两端的电压。电容器C5、C10为滤波电容，用于过滤杂讯号，使直流电更趋平滑。IC3为稳压集成电路，其作用为使电源更稳定，以防止电源脉动造成误动作。

综上所述，本发明一种改进的自动电灯控制电路使自动电灯的应用和功能更具有新颖、实用的价值。

Claims (3)

1、一种改进的自动电灯的控制电路，它包括电源及控制电路、整流稳压电路、红外传感器，滤波放大电器、电压限幅比较电路、延时电路以及光控电路，其中，红外传感器感测人体热量，经由滤波放大电路滤波及放大后，面经电压限辐比较电路及延时电路而触发泡体点亮与定时熄灭，上述光控电路可在灯泡点亮后继续进行红外线探测，其特征在于，

延时电路的输出端分成两支路，其中一支路经由两个串接的晶体管，使后面一个晶体管作为控制灯泡亮、熄的电子开关，另一支路经由一个晶体管的基极，该晶体管的集电极和发射极跨接于光控电路的讯号端，构成一防闪烁电路，上述作为电子开关的晶体管经由一桥式整流电路而与一灯泡调光电路连接，并在该晶体管的基极和接地端之间设置一个切换开关，在开关处于接地状态时，前面来的控制讯号不能输入调光电路，从而可提供手动操作，而在开路状态时，则可由前面的控制讯号控制灯泡亮、熄。

2、按照权利要求1所述的自动电灯的控制电路，其特征在于，当人体进入传感器感测范围而使电路作用时，延时电路的输出端呈现高电位，经由防闪烁电路的晶体管的基极使晶体管导通接地，使光敏电阻输出讯号接地。

3、按照权利要求1所述的自动电灯的控制电路，其特征在于，在上述控制调光电路的晶体管呈开路状态时，使调光电路触发动作，从而使灯泡点亮，使电路中的电容充电，当电压超过触发二极管的导通电压时，二极管导通，可控硅得到触发电压而导通，从而可通过改变调光电路内的可变电阻来改变电容的时间延迟常数，进而可微调灯泡的亮度。

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