霓虹燈光控定時開關的電路如圖25-1所示,為便于說明原理繪出電燈H表示被控霓虹燈原有電路。整個開關電路由電源變換、光控開關、定時開關和交流無觸點開關四部分組成。要使交流無觸點開關接通(即H亮),必須滿足光控和定時兩個控制開關都接通這個條件,缺一不可。
接通電源,220V交流市電經(jīng)電容器C7降壓限流、穩(wěn)壓二極管VD1穩(wěn)壓、整流二極管VD2半波整流和電容器C6濾波后,輸出約8.4V直流電壓,向光控和定時開關電路供電?!?55”時基集成電路A1、光敏電阻RL等元器件組成了光控開關,這里時基集成電路A1實際上接成了典型光控施密特觸發(fā)器。白天,外界光線較強,光敏電阻器RL呈低電阻,時基集成電路A1的第2、6腳輸入電壓》2/3Vcc(Vcc≈8.4V),其第3腳輸出低電平,使后面的數(shù)字集成電路A2和晶體三極管VT無電不工作,雙向晶閘管VS無觸發(fā)電流而阻斷,被控霓虹燈H不亮;晚上,光敏電阻器RL失去外界光照呈高電阻,使時基集成電路A1的第2、6腳輸入電壓《1/3Vcc,其第3腳輸出跳變?yōu)楦唠娖剑瑪?shù)字集成電路A2及晶體三極管VT才得以通電進入工作狀態(tài)。
數(shù)字集成電路A2是一片帶振蕩器的14位二進制串行計數(shù)/分頻器,它與外圍的電容器C4、電阻器R3~R5等構成了振蕩電路,可產生定時用的計數(shù)時鐘脈沖。每當時基集成電路A1的第3腳輸出高電平瞬間,通過電容器C4和電阻器R2的作用,可在數(shù)字集成電路A2的第12腳(復位信號輸入端)產生一正尖脈沖,觸發(fā)數(shù)字集成電路A2自動清零,振蕩電路工作并開始計數(shù)。
此時,數(shù)字集成電路A2的第3腳(Q14端)輸出低電平,晶體三極管VT獲得偏流導通,雙向晶閘管VS經(jīng)電阻器R7獲得合適觸發(fā)電流而開通,霓虹燈H通電發(fā)光。經(jīng)過一段時間(定時時間),數(shù)字集成電路A2計數(shù)達到213=8192個脈沖后,其第3腳輸出跳變?yōu)楦唠姾酰w三極管VT、雙向晶閘管VS先后失去偏流和觸發(fā)電流而截止,霓虹燈H斷電熄滅。與此同時,數(shù)字集成電路A2的第3腳所輸出的高電平,經(jīng)隔離二極管VD3加至脈沖輸入端第11腳,使該端恒為高電平,強制振蕩、計數(shù)電路停止工作,并使電路狀態(tài)一直保持到天亮數(shù)字集成電路A2斷電為止。
電路中,電阻器R1、電容器C1組成抗光干擾延遲電路,以防止夜晚短瞬光線(雷電閃光、車輛燈光等)干擾被控燈正常工作。由于時基集成電路A1構成的施密特觸發(fā)器具有1/3Vcc的回差電壓,從而有效避免了被控燈在開關臨界狀態(tài)下的閃亮。霓虹燈每晚延時點亮的時間由公式t≈2.3N(R4+R3)C5進行估算,N為定時系數(shù)。本電路數(shù)字集成電路A2的輸出端選第3腳(Q14端),定時系數(shù)N應為8192。這樣,當定時選擇開關SA斷開時,每次定時時間約為6h,適合冬季夜晚;當定時選擇開關SA閉合時,每次定時時間約4h,適合夏季夜晚。壓敏電阻器RV并聯(lián)在雙向晶閘管VS兩端,它能有效地消除電網(wǎng)中各種尖峰和霓虹燈升壓變壓器產生的感應電壓,保護雙向晶閘管VS不因過壓而擊穿損壞。
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