節能環(huán)保的光控照明燈

　　在學(xué)校、機關(guān)、廠(chǎng)礦企業(yè)等單位的公共場(chǎng)所以及居民區的公共樓道，長(cháng)明燈現象十分普遍，這造成了能源的極大浪費。另外，由于頻繁開(kāi)關(guān)或者人為因素，墻壁開(kāi)關(guān)的損壞率很高，增大了維修量，浪費了資金。為了緩解這種情況，本文帶給大家一款的節能光控類(lèi)，結構簡(jiǎn)單、安裝方便、可以固定在門(mén)上墻上，并且使用壽命長(cháng)，安全節能，符合國家提出的節能環(huán)保理念。

　　一、照明燈的主要特性與應用場(chǎng)所

　　設計光控制照明燈，在夜間（黑罩模擬）有光信號時(shí)，使燈點(diǎn)亮延遲5秒后熄滅，間隔小于5秒，則燈持續亮，白天則不點(diǎn)亮。白天光線(xiàn)強，開(kāi)關(guān)中的光控電路工作，將電路切斷。當光線(xiàn)變暗到一定程度電路接通，接通燈的電源，燈亮。再經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)延，燈亮幾十秒鐘后，單穩電路自動(dòng)翻轉，燈光熄滅。

　　從光控開(kāi)關(guān)的結構上分析，開(kāi)關(guān)面板表面裝有光敏二級管，而光敏二極管的敏感效應，只有在黑暗時(shí)才起到作用（可用液晶萬(wàn)用表測得數值）。也就是說(shuō)當天色變暗到一定程度，光敏二級管感應后會(huì )在電子線(xiàn)路板上產(chǎn)生一個(gè)脈沖電流，這時(shí)光控制開(kāi)關(guān)電路就連通起作用。

　　聲控燈包括燈負載RL、可控硅SCR、燈負載RL與可控硅SRC串接后與電源相連。光控電子開(kāi)關(guān)，它的“開(kāi)”和“關(guān)”是靠可控硅的導通和阻斷來(lái)實(shí)現的，而可控硅的導通和阻斷又是受自然光的亮度（或認為亮度）的大小所控制的。

　　1.1、該電路的主要特性和優(yōu)點(diǎn)有以下幾方面：

　?。?）、光控功能：在采光滿(mǎn)足需要時(shí)，則不開(kāi)啟燈光；

　?。?）、穩定性：高效可靠的恒流源，保證LED光源的穩定和長(cháng)壽；

　?。?）、寬電壓：AC70V~260V自適應，DC11V~60V自適應，適合電壓波動(dòng)較大地區的需要；

　?。?.）適應性：-20℃～60℃環(huán)境溫度下測試工作正常；

　?。?）、顯色性：顯色性≥70 Ra，同時(shí)中間色溫賦予舒適的照明；

　?。?）、可靠性：全固體光源抗震動(dòng)、抗沖擊性能強；

　?。?）、壽命長(cháng)：LED使用壽命≥5萬(wàn)小時(shí)，大幅減少燈具更換的人工和材料費用；

　?。?）、無(wú)污染：一般日光燈含有汞等有害物質(zhì)，而LED燈采用半導體技術(shù)，不含任何有害物質(zhì)，是一個(gè)名副其實(shí)的綠色光源；

　?。?）、參數自設定：用戶(hù)通過(guò)簡(jiǎn)單的插拔跳線(xiàn)（或可調器件），即可自行調整光敏度、紅外（聲控）靈敏度，延時(shí)時(shí)間等參數。

　　1.2、主要適用場(chǎng)合：

　　1） 太陽(yáng)能光伏照明系統；

　　2） 建筑物樓道、走道等公共通道照明；

　　3） 地下車(chē)庫、圖書(shū)館、博物館、陳列館、超市等大環(huán)境補充照明；

　　4） 賓館酒店、醫院及住宅等玄關(guān)、廚房、衛生間、儲藏間、更衣室照明；

　　5） 火車(chē)汽車(chē)船舶帳篷等蓄電池供電場(chǎng)所照明。

　　二、電路原理圖及各器件工作原理

　　2.1電路原理圖

圖1 電路原理圖

　　光控燈開(kāi)關(guān)的電路如圖2-1虛線(xiàn)框內所示。VS是普通單向晶閘管，其觸發(fā)信號由電阻器R和光敏電阻器RL對220V交流電的分壓（忽略電燈絲電阻）得到。VD是普通二極管，主要用于防止RL兩端反向電壓對VS控制極的損壞。白天，環(huán)境自然光線(xiàn)較強，RL呈低阻值（≤2kΩ，RL兩端交流電壓小于VD和VS控制極的導通電壓（約0.65V＋0.65V=1.3V），VS處于阻斷狀態(tài)，電燈H不亮；夜晚，環(huán)境自然光線(xiàn)變暗，RL呈高阻值（＞1MΩ），VS從RL兩端獲得足夠觸發(fā)電壓而導通，H通電自動(dòng)點(diǎn)亮。

　　由于每次夜幕降臨電燈點(diǎn)亮時(shí)，燈的亮度是隨著(zhù)外界自然光線(xiàn)的減弱而逐漸由暗變最亮的，故避免了使用普通機械開(kāi)關(guān)時(shí)，每次開(kāi)燈瞬間比正常時(shí)大10倍以上的強電流對燈絲的沖擊，有效防止了燈絲的過(guò)電流速損；另外，H工作時(shí)加在它兩端的是半波脈沖電壓，實(shí)測直流平均電壓約99V，燈泡實(shí)際功率僅為標稱(chēng)功率的30%左右，這不僅節電，而且還能有效防止因夜深電網(wǎng)電壓升高而造成的燈絲過(guò)電壓速損，使得燈泡使用壽命大大延長(cháng)。筆者單位廁所里的照明電燈，在使用本開(kāi)關(guān)之前，每月要更換2－3只白熾燈泡，現在使用本開(kāi)關(guān)一年多時(shí)間，尚未更換過(guò)一只燈泡。該開(kāi)關(guān)在白天自身耗電甚微，實(shí)測總電流＜22μA。

　　2.2 光敏電阻

圖2光敏電阻

　　光敏電阻器（photovaristor）又叫光感電阻，是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。通常，光敏電阻器都制成薄片結構，以便吸收更多的光能。當它受到光的照射時(shí)，半導體片（光敏層）內就激發(fā)出電子-空穴對，參與導電，使電路中電流增強。

　　光敏電阻是一種半尋體器件，利用半尋體的光電效應。當有光照時(shí)電阻很小。無(wú)光照時(shí)電阻很大?？捎镁w管組成放大器，做成自動(dòng)控制電路。實(shí)現你所需要的電路。把光敏電阻作為晶體管的偏流電阻。這樣當有光照時(shí)晶體管導通，驅動(dòng)靈敏繼電器。用繼電器接通電動(dòng)機。將窗簾打開(kāi)。繼電器可用JRX--13F靈敏繼電器。其吸合電流不大于50MA。前級放大器可用達林頓管組成。放大器后可接一個(gè)反向器。反向器驅動(dòng)繼電器。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導體?！≡诤诎淡h(huán)境里，它的電阻值很高，當受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子-空穴對增加了半導體材料中載流子的數目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子-空穴對將逐漸復合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復原值?？梢?jiàn)光光敏電阻器：包括硒、硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、砷化鎵、硅、鍺、硫化鋅光敏電阻器等。主要用于各種光電控制系統，如光電自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)戶(hù)，航標燈、路燈和其他照明系統的自動(dòng)亮滅，自動(dòng)給水和自動(dòng)停水裝置，機械上的自動(dòng)保護裝置和“位置檢測器”，極薄零件的厚度檢測器，照相機自動(dòng)曝光裝置，光電計數器，煙霧報警器，光電跟蹤系統等方面。

　　三、電路的制作與應用

　　整個(gè)光控開(kāi)關(guān)電路可組裝在經(jīng)過(guò)改造后的吊式電燈用掛線(xiàn)盒內，如圖2所示。焊接時(shí)注意，各元件引腳均套上電工用絕緣套管，以免在使用過(guò)程中發(fā)生短路故障。RL引腳不要剪得過(guò)短，以裝好后正好從原吊線(xiàn)出孔凸出為宜；掛線(xiàn)盒原有的接線(xiàn)樁直接用作X1、X2接線(xiàn)樁即成。此開(kāi)關(guān)只要元器件質(zhì)量保證，焊接無(wú)誤，無(wú)須調試便可投入使用。

　　該開(kāi)關(guān)適合控制標稱(chēng)功率≤200W的普通照明用鎢絲燈泡，它的接線(xiàn)方法與普通機械開(kāi)關(guān)相同，完全符合電工接線(xiàn)規范。實(shí)際安裝時(shí)，只需把開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接線(xiàn)端X1、X2不分順序串入電燈相線(xiàn)（火線(xiàn)）一側回路即行。但注意開(kāi)關(guān)安裝位置要有所講究，應避開(kāi)風(fēng)雨侵蝕和燈光直射處，選擇在感受自然光良好的地方用蚊釘固定。