CN216531870U - 一种光感开关电路与光感系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光感开关电路与光感系统，涉及光感技术领域。该光感开关电路包括光感应模块、回差模块以及接口模块，光感应模块、接口模块均与回差模块电连接；其中，光感应模块用于依据当前光照强度向回差模块输出比较电压；回差模块用于依据比较电压导通或关断，且当回差模块导通后，比较电压被拉低；接口模块用于连接驱动模块，以使驱动模块接收回差模块输出的驱动信号。本申请提供的光感开关电路与光感系统具有避免了出现临界点不稳定的优点。

Description

一种光感开关电路与光感系统

技术领域

本申请涉及光感技术领域，具体而言，涉及一种光感开关电路与光感系统。

背景技术

光感开关电路是一种能够基于当前光照强度进行开关的电路，目前已被广泛应用，例如基于光感开关电路控制路灯的点亮与熄灭。

然而，目前的光感开关电路在处于临界点时，会出现性能不稳定的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种光感开关电路与光感系统，以解决现有技术中存在的光感开关电路在处于临界点时，会出现性能不稳定的问题。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供了一种光感开关电路，所述光感开关电路包括光感应模块、回差模块以及接口模块，所述光感应模块、所述接口模块均与所述回差模块电连接；其中，

所述光感应模块用于依据当前光照强度向所述回差模块输出比较电压；

所述回差模块用于依据所述比较电压导通或关断，且当所述回差模块导通后，所述比较电压被拉低；

所述接口模块用于连接驱动模块，以使所述驱动模块接收所述回差模块输出的驱动信号。

可选地，所述回差模块包括控制单元与回差单元，所述控制单元与所述回差单元、所述光感应模块分别电连接；

当所述光感应模块输出的比较电压小于基准电压时，所述控制单元用于控制所述回差单元导通；

当所述光感应模块输出的比较电压大于基准电压时，所述控制单元用于控制所述回差单元关断。

可选地，所述控制单元包括基准电压源，所述基准电压源的第一端分别与所述回差单元、电源电连接，所述基准电压源的第二端接地，所述基准电压源的第三端与所述光感应模块电连接；其中，

当所述光感应模块输出的比较电压小于基准电压时，所述基准电压源关断，以控制所述回差单元导通；

当所述光感应模块输出的比较电压大于基准电压时，所述基准电压源导通，以控制所述回差单元关断。

可选地，所述回差单元包括驱动组件、开关管以及回差组件，所述驱动组件分别与所述控制单元、所述开关管的第一端电连接，所述开关管的第二端接地，所述开关管的第三端与所述回差组件、所述接口模块电连接，所述回差组件还与所述光感应模块电连接；其中，

当所述光感应模块输出的比较电压小于基准电压时，所述开关管导通；

当所述光感应模块输出的比较电压大于基准电压时，所述开关管关断。

可选地，所述回差组件包括第一电阻与第一二极管，所述第一电阻的一端与所述开关管的第三端电连接，所述第一电阻的另一端与所述第一二极管的阴极电连接，所述第一二极管的阳极与所述光感应模块电连接。

可选地，所述驱动组件包括第一稳压管与分压器，所述稳压管的阴极与所述光感应模块电连接，所述稳压管的阳极通过所述分压器与所述开关管的第一端电连接。

可选地，所述分压器包括第二电阻与第三电阻，所述第二电阻的一端与所述稳压管的阳极电连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端、所述开关管的第一端电连接，所述第三电阻的另一端接地。

可选地，所述光感应模块包括分压组件与光敏三极管，所述分压组件与所述光敏三极管连接，所述分压组件的一端与电源连接，所述分压组件的另一端接地，所述分压组件、所述光敏三极管还与所述回差模块电连接。

可选地，所述光感应模块还包括第二稳压器，所述第二稳压器的阴极与所述电源连接，所述第二稳压器的阳极接地。

另一方面，本申请实施例还提供了一种光感系统，所述光感系统包括上述的光感开关电路。

相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供了一种光感开关电路与光感系统，该光感开关电路包括光感应模块、回差模块以及接口模块，光感应模块、接口模块均与回差模块电连接；其中，光感应模块用于依据当前光照强度向回差模块输出比较电压；回差模块用于依据比较电压导通或关断，且当回差模块导通后，比较电压被拉低；接口模块用于连接驱动模块，以使驱动模块接收回差模块输出的驱动信号。通过在光感开关电路中增设回差模块的方式，使得回差模块导通时，比较电压会被拉低，进而使得临界点改变，避免了出现临界点不稳定的情况。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本申请实施例提供的光感开关电路的模块示意图。

图2为本申请实施例提供的光感开关电路的电路示意图。

图中：

100-光感开关电路；110-光感应模块；120-回差模块；130-接口模块；121-驱动组件；122-回差组件；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R8-第八电阻；R9-第九电阻；Q2-开关管；Q1-光敏三极管；U1-基准电压源；ZD1-第一稳压管；ZD2-第二稳压管；D1-第一二极管；D2-第二二极管；C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在一些特定的环境下关闭一些不必要的电力消耗，能起到节能减排的作用。因此，现有技术中存在很多利用光感关断电路进行控制的场景，光感关断电路可以实现在随着感应的光照强度变化而进行开关控制，以达到节约能源和降低能源消耗的目的。例如，在路灯上使用光感关断电路进行控制，当天色较暗时，光感关断电路会控制灯光自动打开；而当天色较亮时，则会控制灯光自动熄灭，进而达到节约能源的效果。

现有的光感开关技术中，主要依靠单片机搭载外围检测电路去实现，当光照强度发生变化时，光信号由光感元件转变成电信号，通过单片机接收处理，内部程序成识别后，从而输出对应的信号，从而控制外部模块的开关状态。然而，正如背景技术中所述，目前的光感开关电路在处于临界点时，会出现性能不稳定的问题。例如，当设置光感开关电路的临界点为40流明，则当外界环境的光强为40流明时，则光感开关电路可能控制灯光点亮，也可能控制灯光熄灭。

有鉴于此，为了解决上述问题，本申请提供了一种光感开关电路，通过增设回差模块的方式，实现带回差效果，使电路处于临界点时，性能更加稳定。

下面对本申请提供的光感开关电路进行示例性说明：

作为一种可选的实现方式，请参阅图1，该光感开关电路100包括光感应模块110、回差模块120以及接口模块130，光感应模块110、接口模块130均与回差模块120电连接；其中，光感应模块110用于依据当前光照强度向回差模块120输出比较电压，回差模块120用于依据比较电压导通或关断，且当回差模块120导通后，比较电压被拉低，接口模块130用于连接驱动模块，以使驱动模块接收回差模块120输出的驱动信号。

通过在光感开关电路100中增设回差模块120的方式，使得回差模块120导通时，比较电压会被拉低，当需要再次向回差模块120输出等大小比较电压时，需要光感应模块110接收更大的光强，进而使得临界点改变，避免了出现光感开关电路100在处于临界点时，性能不稳定的问题。

作为一种实现方式，请参阅图2，回差模块120包括控制单元与回差单元，控制单元与回差单元、光感应模块110分别电连接，当光感应模块110输出的比较电压小于基准电压时，控制单元用于控制回差单元导通，当光感应模块110输出的比较电压大于基准电压时，控制单元用于控制回差单元关断；当光感应模块110输出的比较电压小于基准电压时，控制单元用于控制回差单元导通。

其中，可选的，控制单元包括基准电压源U1，基准电压源U1的第一端分别与回差单元、电源电连接，基准电压源U1的第二端接地，基准电压源U1的第三端与光感应模块110电连接。当光感应模块110输出的比较电压小于基准电压时，基准电压源U1关断，以控制回差单元导通；当光感应模块110输出的比较电压大于基准电压时，基准电压源U1导通，以控制回差单元关断。

本申请提供的基准电压源U1采用可控精密稳压源，其正极接地，负极分别与回差单元、电源电连接，参考端光感应模块110电连接，当光感应模块110输出至参考端的电压大于基准电压时，可控精密稳压源导通，此时，等效于将回差单元所处的回路短路，回差单元关断；而当光感应模块110输出至参考端的电压小于基准电压时，可控精密稳压源仍处于关断状态，由于回差单元与电源连接，因此，此时电源直接为回差单元供电，回差单元导通。

可选地，回差单元包括驱动组件121、开关管Q2以及回差组件122，驱动组件121分别与控制单元、开关管Q2的第一端电连接，开关管Q2的第二端接地，开关管Q2的第三端与回差组件122、接口模块130电连接，回差组件122还与光感应模块110电连接。当光感应模块110输出的比较电压小于基准电压时，开关管Q2导通；当光感应模块110输出的比较电压大于基准电压时，开关管Q2关断。

其中，本申请并不对开关管Q2的类型进行限定，例如，其可以为N型开关管Q2，也可以为P型开关管Q2，并且，本申请也并不对开关管Q2的种类进行说明，例如，其可以为MOS管，也可以为三极管。为方便说明，本申请以N型三极管为例，三极管的发射极接地，基极与驱动组件121电连接，集电极与回差组件122、接口模块130相连。

可选地，回差组件122包括第一电阻R1与第一二极管D1，第一电阻R1的一端与开关管Q2的第三端电连接，第一电阻R1的另一端与第一二极管D1的阴极电连接，第一二极管D1的阳极与光感应模块110电连接。通过设置回差组件122，使得回差组件122与光感应模块110相连，进而在三极管导通的情况下，拉低光感应模块110感应出的光电流。

可选地，驱动组件121包括第一稳压管ZD1与分压器，稳压管的阴极与光感应模块110电连接，稳压管的阳极通过分压器与开关管Q2的第一端电连接。其中，分压器包括第二电阻R2与第三电阻R3，第二电阻R2的一端与稳压管的阳极电连接，第二电阻R2的另一端分别与第三电阻R3的一端、开关管Q2的第一端电连接，第三电阻R3的另一端接地。当然地，为了使三极管的基极电压更加稳定，驱动组件121还可以包括第一电容C1，第一电容C1的一端与三极管的基极连接，另一端接地，进而通过第一电容C1实现滤波效果。

作为一种实现方式，接口模块130包括第二二极管D2与第四电阻R4，第二二极管D2的阴极与开关管Q2的集电极连接，阳极与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一单连接接口VDIM，该可接口可以为控制芯片的端口。在实际工作过程中，当开关管Q2未导通时，接口模块130无变化；当开关管Q2导通后，接口模块130端的电压拉低至地，此时接口VDIM为低电平，进而使得控制芯片获知当前开关管Q2导通。

因此，一方面，当开关管Q2导通后，会通过回差组件122将光感应模块110接地，进而拉低光感应模块110的电压，改变了光感应模块110的临界点。另一方面，当开关管Q2导通后，也可将接口模块130的电压拉至低电平，使得控制芯片能够接收到相应的信号。

可选的，光感应模块110包括分压组件与光敏三极管Q1，分压组件与光敏三极管Q1连接，分压组件的一端与电源连接，分压组件的另一端接地，分压组件、光敏三极管Q1还与回差模块120电连接。

其中分压组件包括第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7，第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7串联设置于电源与地之间，且第六电阻R6与光敏三极管Q1并联，第六电阻R6的一端与基准电压源U1连接。

此外，光感应模块110还包括第二稳压器，第二稳压器的阴极与电源连接，第二稳压器的阳极接地。通过设置第二稳压器，能够为电路的运作提供更加稳定的电源。当然地，该光感开关电路100还可以包括其他器件，例如，还包括用于滤波的第二电容C2与第三电容C3，第二电容C2与第二稳压器并联，第三电容C3的一端与基准电压源U1的基准端连接，另一端接地。光感开关电路100还包括第八电阻R8与第九电阻R9，其具有限流作用，其中，第八电阻R8的一端与电源连接，另一端分别与第九电阻R9、分压组件第二稳压器等器件相连，第九电阻R9还基准电压源U1的负极连接。

基于图2所示的光感开关电路100，该电路的工作原理为：

1.外部供电VCC通过第八电阻R8限流后，再经过第二稳压管ZD2稳压，为光感应模块110提供一个稳定的电压系统，第二电容C2为滤波电容；

2.外部供电经过第二稳压管ZD2的稳压之后，经过第五电阻R5，第六电阻R6和第七电阻R7分压，使得可控精密稳压源U1的参考极R上得到一个电压，第三电容C3为滤波电容；

3.光敏三极管Q1流过的电流与感应的光照强度成线性变化，随光照的强度增加而增加，随光照的强度减弱而减弱。当光照强度减小，流过光敏三极管Q1的电流也减小，那么第六电阻R6上分的电流就会增加，其两端的电压增加，可控精密稳压源U1的参考极R上的电压也会增加。当可控精密稳压源U1的参考极R电压达到其基准电压后，使得可控精密稳压源U1的阴极K到阳极A反向击穿，可控精密稳压源U1的阴极K到阳极A表现为导通状态。此时第一稳压管ZD1阴极的电压被拉低，使其无法反向击穿导通，从而经过第九电阻R9的电流无法经过第一稳压管ZD1流向第六电阻R6，从而使得开关管Q2无法导通，从而使得外部接口VDIM对GND的电压不受影响。

4.当光照强度增加，流过光敏三极管Q1的电流也增加，那么第六电阻R6上分的电流就会减小，其两端的电压减小，可控精密稳压源U1的参考极R上的电压也会减小，使得可控精密稳压源U1的参考极R低于其基准电压，从而使得可控精密稳压源U1的阴极K到阳极A无法反向击穿导通，可控精密稳压源U1的阴极K到阳极A表现为关断状态。此时外部供电经过第二稳压管ZD2的稳压之后也会从第九电阻R9流向第一稳压管ZD1的阴极，从而使得第一稳压管ZD1的被反向击穿，电流经过第一稳压管ZD1继续流向第二电阻R2，经过第三电阻R3分压，第一电容C1滤波，使得开关管Q2导通，开关管Q2的集电极表现为低电平，外部接口VDIM的电压经过第四电阻R4限流，第二二极管D2导向后，再经过开关管Q2流向GND，从而拉低外部接口VDIM的电压对GND的电压。

5.当开关管Q2导通时，不仅仅会通过第四电阻R4和第二二极管D2拉低外部接口VDIM的电压对GND的电压，还会通过第一电阻R1和第一二极管D1拉低可控精密稳压源U1的参考极R对GND的电压，其中第一电阻R1起到限流作用，第一二极管D1起导向作用。当开关管Q2导通后，则对应需要更强的感应光照，才能使得可控精密稳压源U1的参考极R电压达到基准电压，进而使得开关管Q2截止。所以第一电阻R1和第一二极管D1有调节系统感应光照强度的开关回差作用。

此外，感应的光照强度通过光敏三极管Q1可以改变外部接口VDIM对GND的电压；当光照强度减小，外部接口VDIM的电压不变，当光照强度增强，外部接口VDIM的电压被拉低。当外部接口VDIM接在一个系统的开关控制脚上，则可以通过光照强度控制外接模块的开关状态，从而起到开关作用。

并且，调节第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7的阻值大小可改变整个系统对感应的光照强度的灵敏度以及可控精密稳压源U1开关点，调节第一电阻R1与第六电阻R6中的阻值可改变整个系统的感应光照强度的开关回差效果，例如，将第一电阻R1与第六电阻R6中的任意一个电阻阻值固定，调节另一个电阻的阻值，或者同时调节第一电阻R1与第六电阻R6的阻值。

在上述实现方式的基础上，本申请实施例还提供了一种光感系统，该光感系统包括上述的光感开关电路100，例如，该光感系统可以应用于路灯。

综上所述，本申请提供了一种光感开关电路与光感系统，该光感开关电路包括光感应模块、回差模块以及接口模块，光感应模块、接口模块均与回差模块电连接；其中，光感应模块用于依据当前光照强度向回差模块输出比较电压；回差模块用于依据比较电压导通或关断，且当回差模块导通后，比较电压被拉低；接口模块用于连接驱动模块，以使驱动模块接收回差模块输出的驱动信号。通过在光感开关电路中增设回差模块的方式，使得回差模块导通时，比较电压会被拉低，进而使得临界点改变，避免了出现临界点不稳定的情况。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种光感开关电路，其特征在于，所述光感开关电路包括光感应模块、回差模块以及接口模块，所述光感应模块、所述接口模块均与所述回差模块电连接；其中，

所述光感应模块用于依据当前光照强度向所述回差模块输出比较电压；

所述回差模块用于依据所述比较电压导通或关断，且当所述回差模块导通后，所述比较电压被拉低；

所述接口模块用于连接驱动模块，以使所述驱动模块接收所述回差模块输出的驱动信号。

2.如权利要求1所述的光感开关电路，其特征在于，所述回差模块包括控制单元与回差单元，所述控制单元与所述回差单元、所述光感应模块分别电连接；

当所述光感应模块输出的比较电压小于基准电压时，所述控制单元用于控制所述回差单元导通；

当所述光感应模块输出的比较电压大于基准电压时，所述控制单元用于控制所述回差单元关断。

3.如权利要求2所述的光感开关电路，其特征在于，所述控制单元包括基准电压源，所述基准电压源的第一端分别与所述回差单元、电源电连接，所述基准电压源的第二端接地，所述基准电压源的第三端与所述光感应模块电连接；其中，

当所述光感应模块输出的比较电压小于基准电压时，所述基准电压源关断，以控制所述回差单元导通；

当所述光感应模块输出的比较电压大于基准电压时，所述基准电压源导通，以控制所述回差单元关断。

4.如权利要求2所述的光感开关电路，其特征在于，所述回差单元包括驱动组件、开关管以及回差组件，所述驱动组件分别与所述控制单元、所述开关管的第一端电连接，所述开关管的第二端接地，所述开关管的第三端与所述回差组件、所述接口模块电连接，所述回差组件还与所述光感应模块电连接；其中，

当所述光感应模块输出的比较电压小于基准电压时，所述开关管导通；

当所述光感应模块输出的比较电压大于基准电压时，所述开关管关断。

5.如权利要求4所述的光感开关电路，其特征在于，所述回差组件包括第一电阻与第一二极管，所述第一电阻的一端与所述开关管的第三端电连接，所述第一电阻的另一端与所述第一二极管的阴极电连接，所述第一二极管的阳极与所述光感应模块电连接。

6.如权利要求4所述的光感开关电路，其特征在于，所述驱动组件包括第一稳压管与分压器，所述稳压管的阴极与所述光感应模块电连接，所述稳压管的阳极通过所述分压器与所述开关管的第一端电连接。

7.如权利要求6所述的光感开关电路，其特征在于，所述分压器包括第二电阻与第三电阻，所述第二电阻的一端与所述稳压管的阳极电连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端、所述开关管的第一端电连接，所述第三电阻的另一端接地。

8.如权利要求1所述的光感开关电路，其特征在于，所述光感应模块包括分压组件与光敏三极管，所述分压组件与所述光敏三极管连接，所述分压组件的一端与电源连接，所述分压组件的另一端接地，所述分压组件、所述光敏三极管还与所述回差模块电连接。

9.如权利要求8所述的光感开关电路，其特征在于，所述光感应模块还包括第二稳压器，所述第二稳压器的阴极与所述电源连接，所述第二稳压器的阳极接地。

10.一种光感系统，其特征在于，所述光感系统包括如权利要求1至9任一项所述的光感开关电路。

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