声光控节能开关电路原理

16．1　声光控节能开关电路原理

SGK10型声光控节能开关的原理电路如图16－1所示，电路中的IC器件选用CMOS数字集成电路CD4011，该芯片内部含有4个独立的与非门（G₁～G₄），如图16－2所示，图中VSS是工作电源的负极，VDD是电源的正极。所谓“与非门”是指，只有当两个输入端全部为高电平时，输出端才是低电平；只要输入端中有一个处于低电平，则输出端总是高电平。CD4011在电路中的作用为反相及信号整形。

图16－1　SGK10型声光控节能开关原理电路图

整个电路的作用就是利用声、光传感器感知声音和光信号，通过判断，决定开关的闭合或断开。这里，话筒BM（驻极体）就是声音传感器，而光敏电阻RG是光照强度的传感器。对图16－1进行具体分析，可将电路划分为若干个功能单元，如图16－3所示的方框图。

图16－2　CD4011的内部结构图

图16－3　SGK10型声光控节能开关方框图

4个二极管VD₁～VD₄组成桥式整流器，将交流220V变成脉动直流电，经R1压降、C₂滤波后即为电路的直流工作电源，为整个电路供电。图16－1上部的可控硅SCR是照明灯的开关，当其控制极有高电平信号触发时可控硅即导通，灯点亮。

白天，RG（光敏电阻）呈低阻态（R＜10kΩ），使与非门G₁的1脚为低电平“0”，这时不管G₁的2脚为高电平还是低电平，即有声音还是没有声音，其输出3脚始终为高电平“1”，经其后的整形、延时处理，CD4011的G₄输出始终为低电平，可控硅关闭，灯不亮。

晚上，光线变暗，RG呈高阻态（RG＞10MΩ），使与非门G₁的1脚变成高电平“1”，为声控电路的工作提供了前提条件。

声音信号（脚步声、掌声等）被话筒BM（驻极体）接收后，将改变BM的内阻，继而改变开关三极管VT的工作状态。当没有声音时，BM呈高阻态，开关三极管VT基极为高电平，VT饱和导通，其集电极输出低电平至与非门G₁的2脚，G₁的输出3脚仍然为高电平“1”，可控硅关闭，灯不亮。当有外部声音时，BM呈低阻态，开关三极管VT基极为低电平，VT截止，使与非门G₁的2脚为高电平。晚上，G₁的1脚为高电平，因此，G₁的输出3脚翻转为低电平“0”，经其后的整形、延时处理，CD4011的G₄输出高电平，触发可控硅，可控硅SCR导通，灯亮。

当夜间声音触发灯亮时，G₁的3脚输出的低电平经G₂整形、反相后，从G₂的4脚输出高电平，通过二极管VD₅给C₃充电。声音消失后，VT恢复饱和导通的状态，G₂的4脚又输出低电平。于是，C₃向R8放电，当放电到一定电平时，经与非门G₃、G₄输出为低电平，使可控硅截止，灯灭。C₃放电时间的长短也就是亮灯时间的长短，由延时电路C₃和R8决定，改变R₈或C₃的值，就可以改变延时时间，即亮灯的时间。