一种路灯自动光控开关电路

熊小刚

摘 要：设计一种电路采用自然光线对路灯进行自动控制，只在夜间将灯打开，白天自动关闭，可用于工厂、机关及其他公共场所对路灯及广场灯光的自动控制，可免去专人管理，又可节约用電。本文主要阐述这个电路的结构组成与工作原理。

关键词：路灯;自动光控;开关电路

一、电路结构组成

电路组成如图所示。

二、电路工作原理分析

本电路组成的光控开关既有高灵敏度，又有高可靠性和稳定性。这是由于在电路中除了主控电路外，还附加了一个稳定电路工作状态的电路，该电路能在电路转换的过程中加速电路的转换，在电路转换后又能增强电路的稳定状态，当电路稳定后延迟一段时间自动退出转换过程，这个电路称为“继电器动作闭锁电路”。

该电路的主控电路（由IC1及其外围元器件组成）是一个由555电路组成的特殊的R-S

触发器，又称为单端比较器，它是双稳态电路中的一种电路。该电路的特点是将电路的复位

端R（555电路的⑥脚）直接接至电源端，使其接至电路电源后一直保持高电平。电路的转

换完全由它的S端（555电路的②脚）的电平状态来决定。

IC2与其外围元器件组成主控电路的附加电路，也就是“继电器转换锁定电路”，该电路是一个由555电路组成的单稳态电路。在平时，NE555 （IC2）的②脚在R4～R6的偏置下为高电平。又由于它的⑥脚通过R7连接至电源端，也为高电平。因此单稳态电路IC2处于稳态，输出端③脚输出低电平。IC2的输出状态又通过R8及继电器Kl-l的触点控制着VT1或VT2的工作状态，实现电路的加速转换与稳定过程。

该电路受继电器触点Kl-2在转换过程输入的负向脉冲的触发而翻转，翻转后输出端③脚输出高电平，并通过R8及Kl-l加至VT1或VT2的基极。.这时电路进入暂稳态延时过程，电源通过R7向C6充电，这一充电过程即电路转换后的稳定过程。按照电路中R7与C6的数值计算，约等于8分钟，8分钟后C6充电电压上升至2VDD/3，电路再翻转，输出端恢复低电平。

IC1与其外围元器件组成主控电路，它的输出端接有控制继电器K。IC1组成的是一个单端比较器，它的⑥脚直接接电源端，使其一直保持高电平。它的②脚作为主要控制端，通过Rl、RP及光敏电阻RG组成光控电路。Rv、Cl组成抗干扰电路，用来吸收外界输入的干扰信号，，防止因雷电与电火花等造成电路的误触发。VT1、VT2及继电器触点Kl-l组成闭锁控制转换开关。当IC1的②脚输入高电平时，Kl-l的1、、2触点闭合，来自IC2的高电平使VT1导通，;、电源通过R2、VT1直接加至A点，增强并维持A点的高电平状态。当②脚输入低电平时，Kl-l的1、3触点闭合，来自IC2的高电平使VT2导通，使A点通过VT2接地，增强A点的低电平状态。

电路的控制过程是这样的：在白天，由于光照较强，光敏电阻RG的阻值较小，通过与Rl+RP的分压，A点处于低电平，IC1输出高电平，继电器处于释放状态，它的触点Kl-l及Kl-2的接触状态如图4-22所示，即1、3触点闭合，1、2触点分离。

进入夜晚后，由于光照减弱，RG阻值增大，通过与Rl-+RP的分压，A点及lj点电压升高。当该电压升至VDD/3时，IC1翻转输出低电平，继电器K通电吸合，一方面接通路灯电源电路;另一方面使Kl-l及Kl-2的触点转换，由原来的1、3触点闭合，转换为1、2触点闭合。当Kl-2转换时，通过C4向IC2的②脚输入一个低电平，IC2翻转输出高电平，这一高电平通过R8及Kl-l的1、2触点加至VT1的基极，使VT1导通，VT1导通后，电源通过VT1加至A点，增强了IC1②脚的高电平状态，加速并稳定了电路的转换。

当夜间向白天转变时，光敏电阻的阻值逐渐减小，当减小到使Rl+RP与RG的分压将A点电压降至VDD/3以下时，IC1翻转，输出端输出高电平使继电器K释放。这时，路灯电源被切断，路灯灭。同时，Kl-l中的1、3触点闭合，VT2导通，加速了电路的转换与稳定过程。对于Kl-2，则在由1、2触点闭合向1、3触点闭合转换的过程中，向IC2的②脚输入一个负向脉冲，使电路翻转，输出端输出高电平并通过R8和Kl-2中的1、3触点加至VT2的基极，使VT2导通，将A点通过VT2接地，增强了A点的负电位程度，也增强了IC1的稳定程度。

电路组装好后应当进行调试，正常后再投人工作，主要调试步骤为：先断开R8与Cl，将R7用小阻值电阻代替，以减小延时时间，加速电路的调整过程。

在白天光线正常的情况下调节RP使继电器K释放，然后用黑色塑料膜将RG密封，使其置于夜间环境下，这时继电器应吸合。正常后再将RG的密封除去，这时继电器应释放。

在调试过程中注意观察指示灯LED2的状态，每当继电器进行状态转换后，LED2应发光数秒，然后自动熄灭。

如果调试过程均符合上述要求，电路就算调好。最后将断开的元器件重新接好，将R7按要求阻值接入。

电路中所用继电器应选用工作电压为12V、有4对触点的小型继电器，光敏电阻应尽量选用暗阻与亮阻比较大的。