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性能优良的声光控制电路

性能优良的声光控制电路

点击数:7120 次   录入时间:03-04 11:40:08   整理:http://www.55dianzi.com   声控开关电路

  现在的楼道灯都用声光来控制。总感觉多数声控灯有些差强人意。

  这些声控灯电路(见下图)的共同特点是:

  1.控制电路与照明灯串联,控制电路的6V~12V电源经电阻降压后由整流桥供给,因此可控硅导通(灯亮)期间,C1端电压几乎放电到0V,控制电路因此失去电源。若企图使灯再亮,需待灯熄灭C1端电压重新建立之后,而R、C1的充电时间常数长达十余秒。

  2.音频放大器都只有一级,声控灵敏度明显不够,需要很大声响,才能将灯点亮,导致邻里间互相骚扰。

  3.当可控硅需要较大触发电流,而图2中的R1又较大时,可控硅的通角小,其电流谐波幅度大而丰富,造成很强的射频干扰。

  4、待机电耗较大,待机电耗为:

  全年待机耗电约需5.5千瓦时。

声控灯电路

  针对上述问题,改进后的电路如图下,组装成功在楼道试运行半年后,它有如下优点:

  1.控制电路电源由电容降压连续供给,在灯灭前再击一掌,亮灯时间可继续累加,灯光不间断。

  2.比普通电路多了一级音频放大,音控灵敏度大大增加,轻轻击掌,照明灯即被点亮。而一般噪音不足以误触发可控硅。

  3.双向可控硅G极采用负电压触发,避开了双向可控硅的(T2-,G+)触发方式,触发电流可减小一半,则c5电容量可以减小,以减小C5体积、成本。

  4、本电路对元件精度要求不高,只要安装正确,几乎无需调试,即可正常运行。如果大批量生产,可大大降低人工调试成本。

  5、正品的BT131控制极触发电流约1.4mA,麦克风耗电不足0.2mA,CD4069耗电约4mA(主要是工作在线性区的UA.UB的静态电流),0.45μ/400V限流电容可提供的平均电流为

  上式中f=50Hz,Cl=0.45μF,U=220V,Uo=2.8×3=8.4V。待机时,C1可提供约14mA的电流。3个高亮白光发光二极管除起稳压作用外,灯熄灭时约有10mA的工作电流,在照明灯熄灭时它的亮度也足够行人照明用。因工作电流小,发光管有很长的工作寿命。

  降压电容不耗有功功率,当C5取0.45μF时,待机功耗为

  (W),待机功耗仅为常见电路的1/5。

  6.T2通角为180°,无射频干扰。

  电路工作原理:

  控制电路用CMOS六反相器CD4069芯片,Ue作光控,当环境亮度超过某一值时,光敏电阻与R4的分压,使Uc输入端电压达高电平,输入电压值达到(HighLevelInputVoltagl,CMOS门电路的高电平输入电压约为2VDD/3),则Ue输出低电平,UA输入端被D3箝在约0.5V,使麦克风输出信号无效。否则,Uc输出高电平,D3截止,音频信号经UA、UB两级放大。麦克风输出音频电压的每个正半波,都使uD的输入端出现高电平,其输出端为低电平,C3充电到约VDD。声响终止时,Uo输出高电平,D2截止,C3的端电压Uc3经R5放电。则UG输入端的电压为:

  可见,UG输人端的电压从ov开始逐渐升高,当升高到超过低电平输入电压VL(LowLevel Input Voltagl),即超过VDD/3时,UG输出端由高电平跳转为低电平,UF输出端由低电平转为高电平。UG输出高电平期间,UF输出低电平,双向可控硅被触发导通,灯亮。故UD、D2、UG、C3、R5组成了延时断开的开关。

  令(2)式中的  解出t,即为灯亮的时间。

  当R5=1MΩ,C3=47μF时,实测亮灯时间为15秒,由(3)式的计算值为18.8秒,误差约20%。

  必须指出,因控制电路的电源系来自倍压整流,C5的阻抗又近l0kΩ,因此VDD的波纹峰峰值高达180mV,经CD4069放大后C3可充电到约5V,从而在无声时不能自动关灯。为此,CD4069的供电电源需加阻容滤波电路。增加Ra、C6后,VDD的波纹峰峰值降到12mV。

  因可控硅触发电流设计时留有裕量,故本电路可选用比BT131触发电流更大的MAC97A6双向可控硅。

  MC为驻极体麦克风。灯的功率不宜超过25W。

  [注1]厂家标注当VDD=5V时,VIL=lV,VIH=4V属比较保守的数据值,实测VIL=VDD/3=1.67V,VIH=2VDD/3=3.33V。

改进后的声控灯电路




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