CN101247119A

CN101247119A - 一种日光控开关电路

Info

Publication number: CN101247119A
Application number: CNA2007100567712A
Authority: CN
Inventors: 成爱林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-12
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2008-08-20

Abstract

一种日光控开关电路，电路中包含光、电转换电路，复合管放大射极输出电路，射极耦合双稳态电路。其中射极耦合双稳态电路的射极耦合元件采用稳压管。它解决了射极耦合元件中惯用电阻时，由于其电流负反馈作用加大，电流放大倍数减少，翻转很难，而日光的变化又非常缓慢，所以产生“临介闪烁”问题。从而可最大限度地提高其光控灵敏度，其光控灵敏度可达＜0.2lux，适用于日光控路灯开关电路的要求。光敏元件安装在室内，仍能满足达到所需照度开、关灯而不产生“临介闪烁”。

Description

一种日光控开关电路

一、技术领域

本发明涉及一种光控开关电路，具体地说是涉及一种用来控制路灯的日光控开关电路。

二、技术背景

目前，国内外的路灯控制主要采用“时控式”。其缺点很多，它涉及经纬度、季节、气候、走时等的偏差。特别是气候无法预估，在异常天气里可能开、关灯过早或过晚；如果“走时”出故障而错位，甚至可能造成百天开灯，晚上关灯，需做“季节调整”和“走时校正”。用“日光控制”方法最科学、准确、节能、人性化，它不涉及其他任何因素，只取决于日光变化信息，开关灯的早、晚取决于日光的亮度。可是，目前已知的各种光控开关电路，都不能胜任对路灯的控制。原因分析如下：

已知的光控开关电路主要有两种，一种是由555芯片组成，另一种是由JEC-2光控芯片或射极耦合双稳态电路组成。它们用来作光、电脉冲发生器，用脉冲光信号源是非常好用的。然而，用日光源信号作路灯的光控开关电路，却问题很大，不能胜任。如，用555组成的光控开关电路的最显著的、无法克服的问题是“回差太大”，因为555芯片的特点是上、下阈值电压相差1/3倍电源电压，造成清晨天很亮才关灯，阴天里不关灯；用JEC-2或射极耦合双稳态电路也存在一些问题，主要问题是，即使光敏元件安装在露天，其光控灵敏度(指可控照度范围的最小值)也达不到要求，致使开、关灯时天太亮，即开灯过早，关灯过晚。加之不小的“回差”，阴天里可能不关灯。

加大光控灵敏度调节电阻和射极耦合双稳态电阻值均可以提高光控灵敏度，但都受到很大的限制。这是因为，射极耦合电阻的加大，使其电流负反馈作用加大，射极耦合双稳电路的电流放大倍数减小，更加难以使电路翻转。而日光的变化又非常缓慢，于是出现“临介闪烁”现象。另外，光控灵敏度调节电阻值加大，将使其光、电转换电路的等效内阻加大，因为光敏元件的电阻可达几十至几百兆欧，其负载能力很弱，不能提供足够的、能使电路电路翻转的电流。随着其电阻值的增大，会出现“临介闪烁”现象，乃至失控，不能翻转。

三、发明内容及实施方式

本发明的目的是提供一种日光控开关电路，其光控开关的灵敏度很高，翻转速度很快，可用作日光控路灯开关电路，即使光敏元件置于室内，亦可满足到所需暗度开、关灯，而不存在“临介闪烁”。

本发明所述的日光控开、关电路将结合附图加以说明。

在图1已知光控开关电路中，包含光、电转换电路1，放大电路2，射极耦合双稳态电路3。

在图2所述发明的日光控开关电路中，包含光、电转换电路1，复合管放大，射输出电路2，射极耦合双稳态电路3。

光、电转换电路1由光敏元件与光控灵敏度调节电阻Rp串联组成。

复合管放大，射极输出电路2由晶体管T₁、T₂及射极电阻R₁组成。

射极耦合双稳态电路3、由晶体管T₃、T₄及集极电阻R_A、R_B，共射极耦合元件稳压管Z₂，晶体管T₄的基极限流元件稳压管Z₁，晶体管T₄的集电极输出来移至管Z₃组成。

本发明的日光控开关电路的工作原理叙述于下：

白天，当日光不足够暗时，其光敏元件的内阻值较小，其与光控灵敏度调节电阻Rp的分压值U_A较低，晶体管T₁、T₂及T₃处于截止状态，晶体管T₄处于饱和导通状态，其压降小于0.2伏，集电极输出电压值接近共射极电压U_E，经稳压管Z3降压后输出低电平。傍晚，当日光变暗至足够暗时，光敏元件的内阻增大至足够大时，其分压点电位U_A升至足够高，使晶体管T₁、T₂、T₃导通，晶体管T₄截至。由于射极耦合双稳态电路的射极耦合元件是稳压管Z₂，其电流对电压的特性曲线很陡，故晶体管T₃的电流上升速度非常快。其集电极电压下降也非常快，导致晶体管T₄的基流急剧下降而迅速截至，也就是说射极耦合双稳态电路翻转速度很快。晶体管T₄截至后，其集电极输出电压接近于电源电压，经稳压管T₃降压后仍是高电平输出。清晨，日光变亮，光电转换电压U_A变得足够低时，晶体管T₁、T₂、T₃截至，晶体管T₄很快饱和导通，电路迅速实现翻转。由于稳压管Z₂的陡直电流特性，其电流下降迅速，所以翻转也很迅速。此时晶体管T₄的集电极输出又变成低电平。

以上所述说明，由于其射极耦合双稳态电路中的射极耦合元件Z₂的陡直电流特性曲线，几乎不存电流负反馈作用，所以翻转很快，克服了“临介闪烁”问题。因而，其共射极耦合电压U_E＝U_z2可以尽量提高，以最大限度地提高光控灵敏度。此时，射极耦合电压U_E的提高只受输出低电平电压要求的限制了。而且，由于射极耦合双稳态电路的射极耦合元件Z₂不存电流负反馈作用，其电流放大倍数大大提高，因而对光、电转换电路输出电流的负担减小，从而可以进一步增加光控灵敏度调节电阻R_P的阻值，光控灵敏度进一步得到提高，其光控灵敏度可达到＜0.2Lux。本发明人研制的“日光控路灯开关”在试用中已有四年之久，效果很好。

晶体管T₃的基极输入串电阻R₁的作用在于防止稳压管Z₂过流。因为在夜深时，光敏元件的电阻变得很大，电压U_A变得很高，而稳压管Z₂的电流对电压的特性曲线又很陡，所以R₁非常必要。

德国的Twilight Switch DAe56527的光控灵敏度为5Lux，其光敏元件必须安装在露天，主要用来控制室内灯(仓库、商店等)，由于光控灵敏度不够高，不适宜用来控制路灯。

附图说明

图1表示已知光控开关电路。

图2表示所述发明的日光控开关电路。

Claims

本发明所述的日光控开关电路，包含光、电转换电路1，复合管放大射极输出电路2，共射极耦合双稳电路3。其特征在于射极耦合双稳态电路3中射极耦合元件采用稳压管Z₂，稳压管Z₂的负极接共射极点E，正极接地。并在射极耦合双稳态电路中晶体管T₃的基极串电阻R₁，以防止稳压管Z₂过流。

它解决了射极耦合元件采用电阻时，由于其电流负反馈作用加大，电流放大倍数减小，翻转很难，日光的变化又非常缓慢，因而产生“临介闪烁”问题。从而可大大提高光控灵敏度(＜0.2lux)，满足日光控路灯开关的要求。即使光敏元件安装在室内，亦可实现达到所需暗度开、关灯而不闪烁。