关于电子开关电路的设计
20世纪60年代以来,人们由工程技术领域总结来的现代设计方法对电子设计工作起到了极大的推动作用。现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，是随着设计实践经验的积累，由个别到一般、具体到抽象、感性到理性，逐步归纳、演绎、综合而发展起来的。由于科技进步的速度日益增快，特别是计算机的高速发展，人们在掌握事物的客观规律和人的思维规律的同时，运用相关的科学技术原理，进行过去长期以来难以想象的综合集成设计计算，使包括电子产品设计在内的设计工作产生了质的飞跃。 电子开关电路的类型很多种，它可以采用光控、声控、触摸控制等等。电子开关电路较一般手动开关有很多优点，一方面它可以直接避开与应用电路（尤其是高压电路），使用安全、可靠；另一方面，电子开关电路在很多用电器中起到了节约用电的作用，这也是新世纪电子产品的发展趋向。于是，本文就电子开关电路作简单的介绍。
一、光控电子开关电路 光控电子开关可采用功率开关集成电路制作，光控电子开关也可采用555时基集成电路制作，可以用手电筒的照明光进行控制，该光控开关可广泛应用到照明灯及各类家用电器的电源开关。 光控电子开关，它的“开”和“关”是靠可控硅的导通和阻断来实现的，而可控硅的导通和阻断又是受自然光的亮度的大小所控制的。该装置适合作为街道、宿舍走廊或其它公共场所照明灯，起到日熄夜亮的控制作用，以节约用电。
工作原理： 电路如上图所示，220V交流电通过灯泡H及整流全桥后，变成直流脉动电压，作为正向偏压，加在可控硅VS及R支路上。白天，亮度大于一定程度时，光敏二极管D呈现底阻状态≤1KΩ，使三极管V截止，其发射极无电流输出，单向可控硅VS因无触发电流而阻断。此时流过灯泡H的电流≤2.2mA,灯泡H不能发光。电阻R1和稳压二极管DW使三极管V偏压不超过6.8V，对三极管起保护作用。夜晚，亮度小于一定程度时，光敏二极管D呈现高阻状态≥100KΩ，使三极管V正向导通，发射极约有0.8V的电压，使可控硅VS触发导通，灯泡H发光。RP是清晨或傍晚实现开关转换的亮度选择元件。 安装与调试： 安装时，将装焊好的印制板放入透明塑料盒内并固定好，将它与受控电灯H串联，并让它正对着天幕或房子采光窗前较明亮的空间，避免 当然，运用这个电路，可以作为很多家用电器的控制电路，方便、适用，比如利用这个电路设计一款光控自动窗帘，利用环境光线的照射来实现窗帘的自动开合（窗帘在清晨能自动拉开，在傍晚能自动关闭）。 二、声控电子开关电路 声控电路包括电源部分，谐振放大部分及触发器，电源部分通过电容降压、整流及稳压提供声控电路所需的直流电压，谐振放大部分包括多极三极管放大，话筒接在{dy}级放大三极管的基极上并由电容耦合，一个由电感和电容构成的振荡电路接在末级放大三极管的基极上，放大后的信号影响触发器的翻转，并最终控制可控硅的控制极的电位。
工作原理： 电路图如上图所示，220V交流电通过灯泡H及整流全桥后，变成直流脉动电压，作为正向偏压，加在可控硅VS及R支路上。声控电路由传感器BM，晶体管V和IC内电路（与非门）组成。当有脚步声或拍手声时，则该声音信号经过传感器BM转换为电信号后，再经过电容C2加至V的基极，使V瞬间截止，V的集电极突变为高电平，使可控硅VS触发导通，灯泡H发光。 安装与调试： 声控电路在安装的时候需要考虑一个重要的技术指标，那就是躁声，为了避免躁声对电路的影响，除了选择合适的声音传感器外，还需要在声控电路中加入xx躁声电路，本文不做详细讲解。声控电路也可以用于很多日常生活的电路中去，而且方便，安装简单。 三、触摸式电子开关电路 触摸式电子开关是新型电子器件中常见重要的组成部分。它有方便快揭、使用简单、低电控制且电路简单、稳定性好等特点，可用作门灯或者楼道内照明控制。电路可以由分立元件或者集成电路组成。现在以分立元件组成的触摸式延时照明灯控制电路为例作介绍。
工作原理： 电路图如上图所示，由电源电路和控制电路组成，电源电路由整流二极管、电阻、发光二极管VL、稳压二极管VS等组成。控制电路由电极A、电阻R5、晶体管V1、V2和单向晶闸管VT等组成。 接通电源后，交流220V电压经VD1~VD4整流、R3限流及VS稳压后，产生+12V电压，供给控制电路。此时，晶体管V1、V2和单向晶闸管VT均处于截止状态，流过照明灯的电流只有2mA左右，不足以使灯变亮。当用手触摸电极A后，人体感应信号使V2导通，V2集电极电压降低，使V1也导通，其集电极输出触发高电平，使单向晶闸管VT导通，照明灯点亮。在V2导通瞬间，电容器C1通过V2集电极与发射极充电至+12V左右的电压。因此，当手离开金属片A后，V2虽然截止，但C2放电使V1维持导通，所以照明灯继续发光，当C1放电结束后，V1截止，使晶闸管VT也截止，照明灯熄灭。 调试与安装： 发光二极管串联在+12V的电源电路中，安装在金属片A的位置，可以作为夜间指示灯。另外，R1、R2和C1的数值决定着照明灯的延迟时间，可以通过改变R1的阻值来改变延迟时间。 心得体会 通过对《电子设计与制作知识》与《电子工艺》的学习，激发了我们的积极性和主动性，培养了我们的创新意识和综合素质。这门课程的开设，推动了高校的教学改革，尤其是实践教学改革和实验室建设。目前学生实验课存在一些问题，如验证性实验多，而自主设计的实验少；单科实验多而综合性实验少。为了使教育思想改革更好地贯彻到教学体系和教学内容的改革中去，加强人才培养的针对性、应用性和实践性，开设此类课程显得非常有用。同时，通过对各种电子仪器仪表的使用，并了解电子产品设计与制作的工艺和流程，提高个人基本能力、实验及设计能力和独立工作能力，基本知识更加牢固，会看图，会画PCB板，会焊接安装，会测量，会查资料，会写文档，为全国电子设计大赛打下了基础。 电子设计与制作要求我们有牢固的基础理论知识。对于模拟电路，了解基本的半导体知识后着重掌握各种基本放大器的工作机理及应用，运算放大器、比较器的原理及应用，各种振荡器的应用，电源等；对于数字电路，则要切实巩固各种组合逻辑电路和时序逻辑电路的应用与基本的设计思想等。这也是将基础理论知识运用到实际中的重要一步。而对于我们所学的电子专业来说，电子设计也许就是我们以后的工作，因此，认真学好这门课程，将对以后的工作起到很重要的作用 |
