居民區(qū)樓房里公共走廊和樓梯照明燈是夜晚為人們上、下樓照明的燈具，它的控制開(kāi)關(guān)也在漫長(zhǎng)的年代中更新?lián)Q代。上世紀(jì)80年代以前大部分的樓道燈開(kāi)關(guān)如圖一所示，每一盞燈用兩個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)組成“與”門(mén)控制電路。

即K1“與”K2的狀態(tài)相同時(shí)，燈泡接通電源而點(diǎn)亮（見(jiàn)圖一），這種邏輯關(guān)系叫做邏輯“與”。如果兩只開(kāi)關(guān)的狀態(tài)不同時(shí)，電路被切斷，燈泡熄滅。

這樣，每上下一層樓都要不停的手動(dòng)開(kāi)、關(guān)燈，上樓入戶(hù)前和下樓離開(kāi)樓口都不要忘記關(guān)掉最后一盞燈，否則會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)明燈造成浪費(fèi)。

進(jìn)入上世紀(jì)80年代后，電子工業(yè)飛速發(fā)展，樓道燈開(kāi)關(guān)出現(xiàn)了按鈕延時(shí)開(kāi)關(guān)、觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)、聲控延時(shí)開(kāi)關(guān)和熱釋電紅外自動(dòng)照明延時(shí)開(kāi)關(guān)。

這幾種延時(shí)開(kāi)關(guān)的電路也是多種多樣，本文就常見(jiàn)的幾種典型電路工作的原理和常見(jiàn)故障的維修向大家介紹。

一、這幾種延時(shí)開(kāi)關(guān)的工作原理介紹

1、按鈕延時(shí)開(kāi)關(guān)

圖二

這種開(kāi)關(guān)功能是：

按動(dòng)按鈕開(kāi)燈后，電路能自動(dòng)延時(shí)關(guān)燈，電路如圖二所示。D1為開(kāi)關(guān)所在的安裝位置做指示，D2～D5組成橋式整流，將50Hz的的交流電整流為100Hz的脈動(dòng)直流電壓，按下K1，電流經(jīng)過(guò)R3限流后通過(guò)D6為C1充電，同時(shí)V1的控制極得到觸發(fā)電壓，V1導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮。

松手后K1自動(dòng)復(fù)位斷開(kāi)，C1開(kāi)始放電，為V1的控制極繼續(xù)提供觸發(fā)電壓，V1繼續(xù)導(dǎo)通，燈泡繼續(xù)亮，當(dāng)C1兩端電壓低于0.7V時(shí)， V1控制極失去有效的觸發(fā)電壓，此時(shí)V1陽(yáng)極的脈動(dòng)電流到0點(diǎn)時(shí)，與陰極電壓相等而關(guān)斷，燈泡熄滅，這就是單向可控硅的“過(guò)0關(guān)斷”。

調(diào)整R2的阻值，使C1有效放電時(shí)間達(dá)到40～60秒鐘最好。

圖三

電路多了一只用三極管組成的反相器，利用C1充電時(shí)間做燈泡點(diǎn)亮的延時(shí)時(shí)間。平時(shí)，Q1由R2提供偏壓而飽和導(dǎo)通，使V1控制極失去有效觸發(fā)電壓，燈泡熄滅。

按下按鈕接通K1后，Q1基極為0V，Q1截止，V1控制極得到觸發(fā)電壓而導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮，接通K1的同時(shí)，也為C1提供了放電的閉合回路，C1放電很快完成。松手后，K1復(fù)位自動(dòng)斷開(kāi)，C1在R2限流下開(kāi)始緩慢充電，此時(shí)Q1基極電壓小于0.7V而繼續(xù)截止。

當(dāng)C1兩端電壓≥0.7V時(shí)，Q1開(kāi)始導(dǎo)通，使V1失去觸發(fā)電壓而過(guò)0關(guān)斷，燈泡熄滅。R2的阻值和C1的容量，決定延時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)短。

2、觸膜延時(shí)開(kāi)關(guān)

圖四

進(jìn)入上世紀(jì)90年代，出現(xiàn)了觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)，電路如圖四所示。電路的核心由一個(gè)微功耗的CMOS芯片4001構(gòu)成，芯片內(nèi)有4個(gè)相同的2個(gè)輸入端的或非門(mén)單元電路，我們把這四個(gè)單元電路稱(chēng)做：門(mén)1～門(mén)4。非門(mén)電路的工作特點(diǎn)是輸入端和輸出端電位總是相反的，所以又叫做反相器。

或非門(mén)指的是有2個(gè)以上的輸入端，且輸入端之間組成“或”的邏輯關(guān)系。即輸入1“或”輸入2只要有一個(gè)輸入端是高電位狀態(tài)，輸出端就是低電位狀態(tài)。

所有輸入端都是低電位狀態(tài)時(shí)，輸出端才是高電位狀態(tài)，輸入端的這種邏輯關(guān)系叫做邏輯“或”。圖四電路將門(mén)1～門(mén)4的輸入端分別并聯(lián)，這樣就成了4個(gè)非門(mén)（反相器）。

由于人體信號(hào)很微弱，所以將4個(gè)反相器串聯(lián)，將人體信號(hào)放大后觸發(fā)V1控制極。

工作過(guò)程是：電路通電后，Ic1門(mén)1的1、2腳是低電位狀態(tài)，輸出端3腳和門(mén)2的輸入端5、6腳為高電位狀態(tài)，門(mén)2的輸出端4腳和門(mén)3的輸入端8、9腳為低電位，門(mén)3的輸出端10腳和門(mén)4的輸入端12、13腳為高電位，門(mén)4的輸出端11腳為低電位，V1控制極沒(méi)有觸發(fā)電壓，燈泡熄滅。

40W燈泡冷態(tài)燈絲電阻90Ω左右，整流橋交流輸入電壓接近220V， Ic1的7腳和14腳電壓由R2、R3分壓后又由VD1穩(wěn)定在12V。當(dāng)手指觸摸到觸摸片時(shí)，邏輯翻轉(zhuǎn)。

人體信號(hào)將門(mén)1輸入端變成高電位，3、5、6腳變?yōu)榈碗娢唬?/span>4、8、9、腳為高電位，并對(duì)C2充電，10、12、13腳為低電位，11腳為高電位，V1控制極得到觸發(fā)電壓，燈泡點(diǎn)亮。當(dāng)手指離開(kāi)觸摸片后，門(mén)1和門(mén)2又翻轉(zhuǎn)回原來(lái)的邏輯狀態(tài)，4腳又變?yōu)榈碗娢?。此時(shí)，C2在D6的隔離下對(duì)8、9腳放電，使8、9腳繼續(xù)保持高電位狀態(tài)，則11腳也繼續(xù)輸出高電位，燈泡保持點(diǎn)亮狀態(tài)。

隨著C2放電時(shí)間延長(zhǎng)，兩端電壓緩慢下降。這時(shí)燈泡兩端電壓175V左右，燈絲電阻為750左右。整流橋交流輸入電壓45V左右，Ic1的工作電壓為3．45V左右，VD1退出穩(wěn)壓。

當(dāng)C2兩端電壓下降到小于二分之一電源電壓1.73V時(shí)，門(mén)3和門(mén)4進(jìn)行邏輯翻轉(zhuǎn)，11腳輸出低電位，V1失去觸發(fā)電壓而過(guò)0關(guān)斷，燈泡熄滅。調(diào)整R6的阻值，使C2有效放電時(shí)間在40～60秒左右比較合適。圖二～圖四電路實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)開(kāi)燈，自動(dòng)關(guān)燈的功能。

如果把圖四電路中的R5換成光敏電阻（MG41型或MG42型），白天光敏電阻呈低阻狀態(tài)，Ic1的1、2腳始終被拉成低電位，則白天有人手接觸觸摸片時(shí)，燈不亮。

天黑時(shí)光敏電阻呈高阻狀態(tài)（1MΩ以上），此時(shí)手接觸觸摸片時(shí)燈亮，達(dá)到節(jié)電效果。

3、聲控延時(shí)開(kāi)關(guān)

圖五

圖五的電路是聲控延時(shí)關(guān)燈電路，它是在圖四電路基礎(chǔ)上去掉觸摸片，加入聲音檢測(cè)、放大電

路而成。

天黑后沒(méi)有聲音時(shí)，RG呈高阻狀態(tài)，Q1工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)，C、E級(jí)電壓＜0.3V，把R4與RG分壓后提供給Ic1的1、2腳高電位短路到地，11腳則輸出低電位，V1處于關(guān)斷狀態(tài)，燈泡熄滅。當(dāng)聲波達(dá)到一定幅度時(shí)，駐極體話(huà)筒將聲音信號(hào)通過(guò)C1傳輸給Q1基極。

由于聲音是震蕩波，由0點(diǎn)到其最高幅度往返震蕩，當(dāng)波形到0點(diǎn)時(shí)，Q1基極也被調(diào)制成0電位，Q1截止，1、2腳跳轉(zhuǎn)成高電位，則11腳輸出高電位，V1導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮，C2放電維持11腳高電位狀態(tài)，燈泡保持點(diǎn)亮至延時(shí)時(shí)間后熄滅。由于RG是光敏電阻，亮阻＜10K，暗阻＞1．5MΩ。

所以，白天門(mén)1輸入端電位被RG拉成低電位，即便使勁拍手、大聲喊叫，聲控也不起作用。

黃昏時(shí)一般拍手聲音即可使燈泡點(diǎn)亮，天黑后需要照明時(shí)，RG阻值達(dá)到750K以上時(shí)，較重一點(diǎn)的走路的腳步聲音即可使燈泡點(diǎn)亮，實(shí)現(xiàn)了人體不接觸開(kāi)關(guān)就可以開(kāi)、關(guān)燈。

聲控延時(shí)開(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)是；抗干擾性能差。在夜間，只要聲音達(dá)到一定強(qiáng)度；不管是否有人需要照明，燈泡都會(huì)點(diǎn)亮，造成一定的電能浪費(fèi)。

4、熱釋電紅外自動(dòng)照明延時(shí)開(kāi)關(guān)

圖六

隨著科技發(fā)展，上世紀(jì)90年代中后期出現(xiàn)了帶有紅外線(xiàn)探測(cè)裝置的照明燈延時(shí)開(kāi)關(guān)，由于電路比較復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，所以還沒(méi)有普及應(yīng)用，只是在高檔賓館和特殊場(chǎng)所使用，這里只做原理介紹，電路見(jiàn)圖六。電路主要由紅外線(xiàn)檢測(cè)放大電路、光電控制電路、單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路和可控硅觸發(fā)電路組成。

電路的功能是，自動(dòng)延時(shí)燈白天不點(diǎn)亮。

當(dāng)天黑后，有人進(jìn)入紅外傳感作用區(qū)（6～10米）范圍內(nèi)時(shí)，電燈自動(dòng)點(diǎn)亮為行人照明。人走出紅外傳感作用區(qū)后，電路延時(shí)40～60秒鐘后自動(dòng)熄滅。

紅外線(xiàn)檢測(cè)放大電路由熱釋電紅外傳感器B、Q1、運(yùn)放Ic1和比較器電路Ic2等組成。

有人進(jìn)入紅外傳感作用區(qū)范圍內(nèi)時(shí)，傳感器B檢測(cè)到人體發(fā)出的熱紅外線(xiàn)光譜，它能將移動(dòng)者的紅外光轉(zhuǎn)換成一定頻率（0.3～3Hz）的電信號(hào)，并經(jīng)耦合電容C1加至Q1放大，預(yù)放后的信號(hào)加至Ic1的同相端。Ic1采用高增益、低噪聲運(yùn)算放大器，它與R8、C4、及R7、C3等組成低頻（0.2～8Hz）放大級(jí)，將V1輸出的信號(hào)放大到一定強(qiáng)度。

Ic2采用低功耗低失調(diào)雙電壓比較器LM393（本電路只用一個(gè)），由Ic1放大后的信號(hào)與Ic2的4腳上的

基準(zhǔn)電壓（由R10、D1、及R11、RP1分壓所得）進(jìn)行比較，當(dāng)信號(hào)足夠強(qiáng)時(shí)，比較器輸出一個(gè)低跳變脈沖，對(duì)單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路觸發(fā)。單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路Ic3采用NE555時(shí)基電路，它與R13、C6等組成一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時(shí)電路，在其2腳有低跳變（小于1/3電源電壓）脈沖觸發(fā)時(shí)，Ic3被觸發(fā)翻轉(zhuǎn)由穩(wěn)態(tài)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，3腳輸出由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平，將雙向可控硅V1觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡DS1點(diǎn)亮。

此時(shí)，電源通過(guò)R13開(kāi)始對(duì)C6充電，使Ic3的6、7腳電壓緩慢上升，當(dāng)Ic3的6、7腳電壓上升至≥2/3電源電壓時(shí)，Ic3的3腳輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出電壓為0V，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，恢復(fù)為穩(wěn)態(tài)，燈泡DS1熄滅。調(diào)整R13的阻值或調(diào)整C6的容量，可改變暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間。

光電開(kāi)關(guān)電路由光敏電阻RG、R15、RP2、R14、Q2組成。白天光照強(qiáng)，RG呈低阻狀態(tài)，其阻值只有幾KΩ至十幾KΩ，它與R15、RP2分壓后，使Q2飽和導(dǎo)通，其飽和管壓降為0.3V，將Ic3的4腳牢牢箝位在低電平，使Ic3處于強(qiáng)制復(fù)位狀態(tài)。在此狀態(tài)下，不管Ic3的各觸發(fā)端的電位如何變化，其3腳的輸出狀態(tài)不變，因而白天電燈不會(huì)點(diǎn)亮。

天黑暗后，RG呈高阻狀態(tài)（1MΩ到幾十MΩ），它與R15、RP2分壓極大，調(diào)節(jié)RP2，使Q2的基極電位不高于0.6V，使Q2處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，Ic3的4腳處于呈高電位狀態(tài)，使Ic3處于待觸發(fā)狀態(tài)?？刂齐娐返墓╇婋娫床捎秒娙萁祲?，全橋整流方式，經(jīng)DW1穩(wěn)壓、C9濾波后，為控制電路提供9V穩(wěn)定電壓。

熱釋電紅外自動(dòng)照明延時(shí)開(kāi)關(guān)達(dá)到了人性化的功能，如果在熱釋電紅外傳感器B的外面加裝菲涅爾透鏡，其探測(cè)距離可達(dá)到十米以上。

由于熱釋電紅外傳感器探測(cè)區(qū)域有一定的角度限制，所以對(duì)于安裝位置和角度有一定的要求。

按鈕延時(shí)開(kāi)關(guān)、觸摸開(kāi)關(guān)、聲控開(kāi)關(guān)的面板外形尺寸與普通墻壁插座、墻壁開(kāi)關(guān)一致，安裝尺寸也相同，能互換安裝。按鈕開(kāi)關(guān)和觸摸開(kāi)關(guān)都設(shè)有LED紅色指示燈，方便行人在黑暗中找到開(kāi)關(guān)所在的位置。這三種電路圖和各工作點(diǎn)數(shù)據(jù)是筆者在修理中測(cè)繪所得，每種電路中的可控硅額定電流都是1A，所以燈泡的功率建議使用≤40W。

二、常見(jiàn)故障的維修

由于熱釋電紅外自動(dòng)照明延時(shí)開(kāi)關(guān)還沒(méi)有普及應(yīng)用，本文著重介紹圖二～圖五電路延時(shí)開(kāi)關(guān)的常見(jiàn)故障檢修。

1、燈泡不亮

在使用中，燈泡不亮，按鈕或觸膜開(kāi)關(guān)的指示燈也不亮，一般是燈泡內(nèi)部燈絲斷開(kāi)所至，應(yīng)及時(shí)更換燈泡。如果燈泡燈絲完好，指示燈亮，原因在延時(shí)開(kāi)關(guān)的控制電路，有以下可能：

①、整流電路有兩只以上二極管因燒斷而內(nèi)部開(kāi)路，可控硅引腳嚴(yán)重開(kāi)焊或可控硅爆裂而內(nèi)部開(kāi)路。原因一般是燈泡功率過(guò)大或搬運(yùn)高大物體時(shí)不慎撞碎燈泡使燈泡內(nèi)兩根電極短路造成，修復(fù)后要使用合適功率的燈泡。

②、按鈕開(kāi)關(guān)K1本身故障，按下按鈕后開(kāi)關(guān)K1無(wú)法接通。圖三電路中Q1的C、E極擊穿短路，圖二電路中C1短路，圖四、圖五電路中C2對(duì)地短路，圖二、圖三電路中R3、圖四、圖五電路中R1開(kāi)焊、內(nèi)部斷路。圖五電路中Q1的C、E極擊穿短路、MIC損壞、C1失容等。

2、燈泡長(zhǎng)亮

延時(shí)開(kāi)關(guān)不能自動(dòng)延時(shí)關(guān)燈，這種故障現(xiàn)象一般都在延時(shí)開(kāi)關(guān)的控制電路中，其原因有以下可能：

首先檢查可控硅控制極是否長(zhǎng)期在高電位觸發(fā)狀態(tài)、可控硅是否擊穿或軟擊穿，可用阻斷電壓在400V以上的可控硅更換，常見(jiàn)型號(hào)有：CR03、MCR100—8、BT169D等。其次檢查整流電路中二極管是否擊穿，以上故障均會(huì)造成燈泡長(zhǎng)明。其次，檢查整流電路是否有二極管擊穿短路，如有可用IN4007更換即可。

3、燈點(diǎn)亮后閃爍不停

   聲光控開(kāi)關(guān)啟動(dòng)后燈泡閃爍不停，一般是CD4011損壞所致。

表一（用DT890B數(shù)字表測(cè)量）

②、按鈕開(kāi)關(guān)出現(xiàn)常閉的故障狀態(tài)。圖三電路中Q1的C、E極內(nèi)部斷路或開(kāi)焊、C1短路。圖四、圖五電路中Ic1損壞造成11腳長(zhǎng)期高電位輸出，圖五電路Q1的C或E極與RG同時(shí)開(kāi)焊。圖四、圖五電路中整流電路和Ic1在不同狀態(tài)下各點(diǎn)電壓見(jiàn)表一。

4、開(kāi)燈馬上就滅，不能延時(shí)關(guān)

圖二、圖三按鈕延時(shí)開(kāi)關(guān)手按下按鈕燈亮，松開(kāi)手按鈕開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后燈就滅，一般是C1無(wú)容量或開(kāi)焊造成。圖四觸膜延時(shí)開(kāi)關(guān)手離開(kāi)觸摸片后燈就滅，一般是電解C2開(kāi)焊或無(wú)容量造成。圖五電路不延時(shí)也是C2失容或開(kāi)焊造成。

本文介紹的幾種樓道照明延時(shí)開(kāi)關(guān)電路很簡(jiǎn)單，修理也很容易。除停電外，這些開(kāi)關(guān)處在不間斷長(zhǎng)期工作狀態(tài)。所以，修理中要選用高質(zhì)量的元器件更換，以免同一故障頻繁檢修。