光电路灯控制电路

基本组成与信号链

光电路灯控制电路属于光电检测的开关式应用，其功能是把环境光照的强弱转换为灯负载的通断状态。典型信号链为：受光器件（光敏电阻、光敏三极管等）感受环境光并输出随光照变化的电参量，经分压或负载电阻转换为电压信号，再由阈值判断环节（比较器、触发二极管等）与设定阈值比较，最后通过开关器件（继电器、双向可控硅等）控制灯负载的通断。

受光器件与分压取信号

光敏电阻受光照时阻值下降，光照减弱时阻值升高；光敏三极管受光照时集电极电流增大，相当于受光控制的电流源。将受光器件与固定电阻串联接在直流电源上，取两者中点的电压作为检测信号，即可把光强变化转换为电压变化。以光敏电阻 GR 与电阻分压为例，设电源电压为 U，分压点电压为

其中 $R_{GR}$ 为光敏电阻阻值（单位 $\mathrm{\Omega }$），$R$ 为串联电阻阻值（单位 $\mathrm{\Omega }$），$U$ 为电源电压（单位 V）。白天光照强、$R_{GR}$ 小，$U_A$ 低；天黑后 $R_{GR}$ 增大，$U_A$ 升高。

阈值判断与开关驱动

阈值判断环节把 $U_A$ 与门限电压比较，输出两种稳定状态之一。在双向可控硅方案中，$U_A$ 经触发二极管 D1 接到可控硅控制极：白天 $U_A$ 低于触发二极管的转折电压，D1 不导通，双向可控硅 T1、T2 截止，电灯不亮；天黑后 $U_A$ 升高并超过该转折电压，D1 导通并向控制极提供触发电流，双向可控硅被触发导通，电灯点亮；此后只要通过可控硅的负载电流不低于其维持电流，可控硅在交流每半周期内保持导通，并在电流过零时自然关断，下一半周期需由 D1 再次提供触发电流才能重新导通。在继电器方案中，受光器件所在支路的通断状态经三极管放大后驱动继电器线圈，由继电器触点控制报警或照明负载。

明暗阈值切换与回差

开灯与关灯发生在同一光照阈值附近时，灯自身的光或环境光的微小波动可能使电路在通、断之间反复翻转。实际电路常通过正反馈或比较器迟滞设置两个不同阈值：光照降到较低阈值时开灯，光照升到较高阈值时才关灯，两者之差称为回差。回差使状态切换具有确定性，避免临界点抖动。

适用范围与条件

上述关系成立的前提是：受光器件的光照—电阻（或电流）特性单调，分压电阻与电源电压使 $U_A$ 在明、暗两种状态下分别落在阈值两侧；触发二极管或比较器的门限与可控硅触发电流要求相匹配。灯负载的电压、电流须在所选开关器件的额定范围内，交流负载使用双向可控硅时需注意其耐压与散热条件。