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交流市電經電容器C7降壓限流、穩壓二極管VD1穩壓、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。“555”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腳輸出跳變為高電平,數字集成電路A2及晶體三極管VT才得以通電進入工作狀態。
數字集成電路A2是一片帶振蕩器的14位二進制串行計數/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,觸發數字集成電路A2自動清零,振蕩電路工作并開始計數。
此時,數字集成電路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經電阻器R7獲得合適觸發電流而開通,霓虹燈H通電發光。經過一段時間(定時時間),數字集成電路A2計數達到213=8192個脈沖后,其第3腳輸出跳變為高電乎,晶體三極管VT、雙向晶閘管VS先后失去偏流和觸發電流而截止,霓虹燈H斷電熄滅。與此同時,數字集成電路A2的第3腳所輸出的高電平,經隔離二極管VD3加至脈沖輸入端第11腳,使該端恒為高電平,強制振蕩、計數電路停止工作,并使電路狀態一直保持到天亮數字集成電路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。本電路數字集成電路A2的輸出端選第3腳(Q14端),定時系數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并聯在雙向晶閘管VS兩端,它能有效地消除電網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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