基于TC4011BP的樓梯間聲光控制開關(guān)解析

樓梯間聲光控開關(guān)在二十年前曾經(jīng)作為節(jié)電小技改推廣，現(xiàn)在這種聲光控制開關(guān)大多裝到燈座上去了，我這個拿來拆解的是樓梯間廢棄的TC4011BP集成塊聲光控制開關(guān)。

聲光控制開關(guān)電路板

1、通過這個聲光控制開關(guān)可以認(rèn)識到整流橋實際上也是一個開關(guān)。以前只是覺得它就是把交流電變成直流電。實際上如果把整流橋輸出端的正負(fù)極短路連接，就相當(dāng)于“開關(guān)”接通，如果輸出端開路或者說電阻很大，就相當(dāng)于“開關(guān)”斷開。

聲光控制開關(guān)板線路

2、整流橋這個“開關(guān)”的輸出端開路和短路則是通過可控硅也就是晶閘管（MCR100-6）來實現(xiàn)的。晶閘管也可以說是一個無觸點開關(guān)。門極G輸入高電位，陽極A與陰極K就導(dǎo)通。

3、門極G是否有高電位輸入，則由二個條件決定，一個是光線強(qiáng)弱，另一個聲波強(qiáng)弱。光線和聲波就相當(dāng)于串聯(lián)在門極上的兩個開關(guān)。我這里分別叫它們“光開關(guān)”和“聲開關(guān)”。只有這兩開關(guān)都在“合閘位置”，晶閘管G極才能有高電位輸入。

4、“光開關(guān)”就是由R3與RL組成的串聯(lián)分壓電路。白天光線強(qiáng)，光敏電阻很小，TC4011BP集成塊光信號輸入端13腳為低電平。也就是“光開關(guān)”處于斷開位置。夜間光線弱，光敏電阻很大，13腳為高電平，“光開關(guān)”處于合閘位置。

5、“聲開關(guān)”是由話筒MlC、電容C2及三極管9014組成的共射極信號放大電路。外界無聲，三極管9014處于飽和狀態(tài)，三極管發(fā)射極e與集電極C之間的電壓很小，TC4011BP聲音信號輸入腳12為低電平，“光開關(guān)”處于斷開位置。當(dāng)有聲音傳入話筒，話筒就可以把它轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)電容C2耦合至放大器（9014），三極管9014將出現(xiàn)反復(fù)飽和、截止，12腳反復(fù)出現(xiàn)高低電平的轉(zhuǎn)換過程。也就是“聲開關(guān)”在9014截止時，12腳出現(xiàn)高電位，“聲開關(guān)”處于合閘位置。

6、“光開關(guān)”與“聲開關(guān)”有多種組合，只有13腳、12腳都是高電平，晶閘管G極才有高電平，這個邏輯判斷就靠TC4011BP集成塊。TC4011BP是一個“四2輸入與非門”集成電路，7腳接地Vss，14腳為電源腳Vdd。

TC4011BP集成塊引腳分配和邏輯圖

13腳、12腳只要有一個為低電平，另一腳也會被鉗制在低電位，即11腳就是高電平，那么1腳、2腳也是高電平，3腳則是低電平，二極管D5承受反向電壓而截止，觸發(fā)電路無信號。燈不亮。

當(dāng)12腳，13腳同時為高電平時，則11腳為低電平，3腳就為高電平。3腳的高電平就可以通過隔離二極管D5給電容C3充電，當(dāng)C3充電電壓達(dá)到一定值時，10腳就會輸出高電平。通過電阻R8觸發(fā)可控硅使其導(dǎo)通，燈點亮。

7、聲光控制開關(guān)是延時開關(guān)，延時多少由電容C3、電阻R9大小決定。晶閘管導(dǎo)通后，由于沒有了聲音信號，12腳很快就會變?yōu)榈碗娖剑?腳也就成了低電平。延時電路的電容C3通過電阻R9放電，經(jīng)過約1分鐘的時間下降到相關(guān)“與非門”的閾值電平以下，使10腳輸出低電平，當(dāng)交流電過零時，晶閘管自動關(guān)斷，燈熄滅。

8、D1～D4構(gòu)成橋式整流電路，R1、C1構(gòu)成降壓濾波電路，整流降壓濾波后的直流電壓約10V右邊，作為控電路的直流電源。R10和LED構(gòu)成電源指示燈。

雖然開關(guān)壞了很少去維修，但搞懂聲光控制開關(guān)的原理對咱們電工還是很有幫助的。

審核編輯：湯梓紅