智能觸控電燈開(kāi)關(guān)的電路

這種觸控開(kāi)關(guān)，包含觸控芯片、可控硅控制電燈的開(kāi)關(guān)。某些產(chǎn)品中加上遙控或wifi模塊就成為智能開(kāi)關(guān)。

自身消耗電流很小，而且設(shè)計(jì)成負(fù)載關(guān)閉電源時(shí)后，工作在睡眠狀態(tài)，消耗更小的電流甚至達(dá)到微安級(jí)。因此嚴(yán)格來(lái)說(shuō)當(dāng)電路關(guān)閉狀態(tài)時(shí)控制模塊里有電流流過(guò)的，只是電流太小對(duì)燈泡來(lái)說(shuō)關(guān)閉效果，控制模塊是有電流流過(guò)。

控制模塊電源一般采用阻容降壓方式扥到后整流穩(wěn)壓供電的。

關(guān)燈時(shí)的電路可以取到220V電肯定沒(méi)問(wèn)題。開(kāi)燈時(shí)，因?yàn)榭煽毓杩傆幸粋€(gè)關(guān)斷角，所以雖然電壓低一些也還是有電的。估計(jì)是整流后開(kāi)關(guān)電源降壓。不過(guò)輸入電壓范圍非常大

也就是說(shuō)，電路是這樣的：

在燈具關(guān)閉時(shí)，墻壁開(kāi)關(guān)的兩根線可看做是AC220V通過(guò)開(kāi)關(guān)電源給控制板供電。此時(shí)由于控制板的功耗很低，雖然有電流經(jīng)過(guò)燈具，但是由于電流微弱，燈具并不會(huì)導(dǎo)通。此時(shí)控制板可以正常工作。是這樣么？

那么當(dāng)觸控或者接收到遙控信號(hào)打開(kāi)燈具時(shí)候，主控板要控制繼電器或雙向可控硅使燈具導(dǎo)通點(diǎn)亮。此時(shí)進(jìn)入開(kāi)關(guān)電源的交流電已導(dǎo)通，相當(dāng)于一根導(dǎo)線，開(kāi)關(guān)電源就停止工作了。

三段式照明開(kāi)關(guān)電路工作原理

三段式照明開(kāi)關(guān)為二線控制式，控制電路安裝在吊燈的裝飾罩內(nèi)，通過(guò)電源開(kāi)關(guān)的閉／合次數(shù)，能得到三種不同的亮度。本文以CD4017K-B3型三段式開(kāi)關(guān)為例，電路原理圖如下圖所示。

1．電路工作原理

電路主要由電源電路、脈沖計(jì)數(shù)、分配電路、控制執(zhí)行電路組成。

電源電路由電源開(kāi)關(guān)S、降壓電容Cl、整流二極管Dl、D4和穩(wěn)壓二極管Zl、22（整流兼穩(wěn)壓器）、濾波電容C1～C4、電阻R5等元件組成。AC220V經(jīng)電源開(kāi)關(guān)S控制、Cl、R5降壓，Dl、D4、Zl、22整流、穩(wěn)壓，C4濾波得到約12V的直流電壓：一路送到控制電路的繼電器Kl、K2；另一路經(jīng)D5隔離，C3、C2濾波供給CD4017。

CD4017的（14）腳（CLK端）通過(guò)電阻Rl接至+12V電源端。每接通一次開(kāi)關(guān)S，電源電位突變所產(chǎn)生的正脈沖加至CD4017的CLK端，使CD4017計(jì)數(shù)一次，其輸出端的高電平也會(huì)移位一次。電路中，若連續(xù)關(guān)斷、接通開(kāi)關(guān)S，則CD4017的QO～Q3將依次輸出高電平，通過(guò)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的晶體管使繼電器Kl、K2動(dòng)作，A、B兩組燈炮的點(diǎn)亮循環(huán)改變，得到3種亮燈狀態(tài)。

第一次接通開(kāi)關(guān)S時(shí)，CD4017的CLK端等到第一個(gè)正脈沖，同時(shí)由電容C2和電阻R18組成的微分電路產(chǎn)生的正脈沖加在CD4017的（15）腳（RST端）使K復(fù)位，而此刻的（14）腳（ENA端）由于R2、Cl0的延時(shí)作用，仍為低電平，這樣輸出端僅Q0為高電平，Vl飽和導(dǎo)通，Kl動(dòng)作，A組燈點(diǎn)亮。緊接著ENA端也達(dá)到高電平，禁止CD4017計(jì)數(shù)，保持原狀態(tài)不變。

當(dāng)關(guān)閉開(kāi)關(guān)S后，由于CD4017的（16）腳外接電容C3的儲(chǔ)能，在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的短時(shí)間內(nèi)仍可維持CD4017的工作，C4、Cl0上的電荷通過(guò)繼電器Kl的線圈及Vl很快泄放掉。A組燈在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)短時(shí)間后，熄滅。

斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，第二次接通S（間隔時(shí)間不超過(guò)2s）時(shí)，CD4017的（14）腳（CLK端）得到第二個(gè)正脈沖，CD4017計(jì)數(shù)，其Ql端輸出高電平（其余各輸出端均為低電平），使V2飽和，K2動(dòng)作，B組燈點(diǎn)亮。

當(dāng)關(guān)閉S后，第三次接通時(shí)，CD4017的Q2端輸出高電平，使Vl、V2同時(shí)飽和，A、B兩組燈同時(shí)點(diǎn)亮。

關(guān)閉開(kāi)關(guān)S第四次接通時(shí)，CD4017的Q3輸出高電平，通過(guò)二極管D3使CD4017的（15）腳高電平復(fù)位，電路又將重復(fù)上述過(guò)程。

如果開(kāi)關(guān)S關(guān)閉后時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，再接通S，則CD4017自動(dòng)復(fù)位，無(wú)論原來(lái)處于何種狀態(tài)，均會(huì)恢復(fù)到QO端為高電平，A組燈點(diǎn)亮。

2．電路的幾個(gè)特別之處

（1）在整流橋中用了Zl、22兩只齊納二極管（穩(wěn)壓二極管C12），其作用除整流外，分別在電源的正、負(fù)半周內(nèi)起到穩(wěn)壓作用。其等效電路可簡(jiǎn)化如上圖、下圖所示。22、D4做整流管的正半周（假定）時(shí)，Zl為穩(wěn)壓管：

Zl、Dl做整流管的負(fù)半周時(shí)，22為穩(wěn)壓管。由于有R5、Cl的串入，此設(shè)計(jì)Zl、22不會(huì)因過(guò)流損壞。

（2）該電路雖然采用二線控制方式，但能實(shí)現(xiàn)對(duì)多路燈具的控制。

一是利用了電源開(kāi)關(guān)閉合時(shí)產(chǎn)生的脈沖為計(jì)數(shù)器觸發(fā)脈沖；二是利用了CD4017的分配器功能，即Q0～Q9端的狀態(tài)變化相當(dāng)于把每個(gè)計(jì)數(shù)輸入脈沖從QO移Q9（該電路只用了Q0～03）。

（3）CD4017的使能端ENA的設(shè)計(jì)使控制電路的抗干擾能力非常強(qiáng)。ENA端不是直接接在低電平上（公共地），而是通過(guò)R2、Cl0組成的延時(shí)電路接在高電平上（電源+端）。這樣在CD4017完成對(duì)電源開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)后，ENA端總處于高電平，禁止計(jì)數(shù)；如果有干擾脈沖也不能引起電路誤動(dòng)作。

（4）CD4017的⑩腳隔離二極管D3，外接電容C3的選擇決定斷開(kāi)S后，CD4017的原狀態(tài)保持時(shí)間。如果C3過(guò)大或過(guò)小，保持時(shí)間超出手動(dòng)操作電源開(kāi)關(guān)所需時(shí)間，就可能造成控制誤動(dòng)作。

（5）此電路采用繼電器作執(zhí)行元件，能適用于多種類(lèi)型的燈具，且可以在不必改動(dòng)電路其他元件的情況下，僅改變繼電器參數(shù)達(dá)到適應(yīng)不同功率的燈具的目的。

3．電路的改進(jìn)和擴(kuò)展意見(jiàn)

（1）為了避免繼電器線圈產(chǎn)生的反壓造成的損害，應(yīng)在線圈兩端加上泄放電路（通常是并接二極管）。

（2）利用CD4017的10個(gè)輸出端可以將電路擴(kuò)展到若干組燈的控制及其多段組合亮度。

（3）如果在電源開(kāi)關(guān)中并接入其他類(lèi)型的電子開(kāi)關(guān)還可組合成紅外遙控、聲控、開(kāi)關(guān)等。