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光控開關(guān)的拆解和原理分析

2023.08.18 江蘇

光控開關(guān)顧名思義是一種能根據(jù)外界光線變化自動切換開關(guān)狀態(tài)的感應(yīng)器。例如，在白天陽光充足時(shí)，燈光關(guān)閉，節(jié)省能源；而在晚上光線不足時(shí)，自動開燈實(shí)現(xiàn)照明效果，節(jié)能又方便。
如下圖為美國亞馬遜上賣了10多年都經(jīng)久不衰的，目前還比較流行的帶光控開關(guān)的燈具類型，紅色箭頭處為光控開關(guān)感應(yīng)器。

如下光控開關(guān)的實(shí)物圖，絲印參數(shù)寫著： 120V/60HZ，最大100W ，UL認(rèn)證。最頂上的凸起來部分，我們叫它感應(yīng)頭吧，最上面的為透明的PC罩，用來采集光線強(qiáng)弱。

感應(yīng)頭上擰了兩個(gè)金屬螺圈和硅膠圈，主要用來與燈具吸壁盤安裝固定的，因?yàn)榛臼菓敉馐褂?，所以需要加上硅膠圈起到固定防水作用，避免感應(yīng)頭朝上時(shí)，雨水滲透進(jìn)燈具吸壁盤。出線處采用了防水護(hù)線套，感應(yīng)器外殼本身是通過超聲波塑料密封這些設(shè)計(jì)都確保了感應(yīng)器能在戶外環(huán)境可靠使用。因?yàn)橥鈿な撬芰铣暡芊?，只能暴力拆開了。

拆開看到PCB后，大概能知道其設(shè)計(jì)原理了，采光部分采用的是光敏二極管，比起以前的光敏電阻更加環(huán)保了。

供電部分很明顯是阻容降壓式了，功率開關(guān)采用24V，3A的繼電器，繼電器隔壁有個(gè)插件的S8050三極管，
底面PCB還有2個(gè)類似三極管的元件。

PCB為FR4單面板，還好元件不多，比較輕松的抄出了對應(yīng)原理圖了，為了方便理解我們也畫出感應(yīng)器和燈泡的接線示意圖：光控開關(guān)有黑白紅三條線，其中黑白為AC輸入線，紅色為輸出線接燈泡一端，白線為共線，接燈泡另一端。

電路原理分析：
1. 由R1,C1,ZD1,CE1,D1組成的阻容降壓電路，在電容Ce1端得到穩(wěn)定的24V電壓，給繼電器及后面電路提供穩(wěn)定電壓供電。

2. 當(dāng)照度高時(shí)（白天），光敏二極管CDS 因光照而導(dǎo)通，為低電平，Q2不導(dǎo)通，由R3,R4組成的分壓電路給到Q3高電平導(dǎo)通，從而把Q1的基極拉低，使得三極管Q1不動作，繼電器不導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)白天關(guān)燈功能。這里D2應(yīng)該為鉗位作用，當(dāng)光敏二極管低電平時(shí)，把Q1的基極電壓直接拉低，雙重保障確保了白天不工作亮燈。

3. 當(dāng)照度低時(shí)，光敏二極管CDS 不導(dǎo)通，為高電平，從而使Q2導(dǎo)通，Q2導(dǎo)通后也把Q3的基極拉低了，Q3三極管因基極拉低而不動作，此時(shí)由R6,R7直接給到高電平驅(qū)動Q1導(dǎo)通，繼電器通電，開關(guān)閉合，實(shí)現(xiàn)開燈功能。

4..這里的壓敏電阻VR1主要作用為吸收、鉗位住L,N線上的浪涌電壓，這里的NTC為熱敏電阻，常溫下為一定阻值，阻值隨溫度升高而降低，在剛開機(jī)瞬間起限制浪涌電流作用，當(dāng)工作一定時(shí)間后因發(fā)熱而阻值變低，降低了電路損耗。兩個(gè)器件都是起電路保護(hù)作用，一個(gè)電壓，一個(gè)電流，提高產(chǎn)品的可靠性。

以上若有疑問及錯(cuò)漏，歡迎大家討論指教，謝謝！

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