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，它的控制開關(guān)也在漫長的年代中更新?lián)Q代。上世紀(jì)80年代以前大部分的樓道燈開關(guān)如圖一所示，每一盞燈用兩個單刀雙擲開關(guān)組成“與”門控制電路。

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

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

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

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

一、這幾種延時開關(guān)的工作原理介紹

1、按鈕延時開關(guān)

圖二

這種開關(guān)功能是：

按動按鈕開燈后，電路能自動延時關(guān)燈，電路如圖二所示。D1為開關(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的脈動直流電壓，按下K1，電流經(jīng)過R3限流后通過D6為C1充電，同時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自動復(fù)位斷開，C1開始放電，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， V1控制極失去有效的觸發(fā)電壓，此時V1陽極的脈動電流到0點(diǎn)時，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0關(guān)斷”。

調(diào)整R2的阻值，使C1有效放電時間達(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充電時間做燈泡點(diǎn)亮的延時時間。平時，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，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)位自動斷開，C1在R2限流下開始緩慢充電，此時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，Q1開始導(dǎo)通，使V1失去觸發(fā)電壓而過0關(guān)斷，燈泡熄滅。R2的阻值和C1的容量，決定延時的時間長短。

2、觸膜延時開關(guān)

圖四

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

或非門指的是有2個以上的輸入端，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，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1～門4的輸入端分別并聯(lián)，這樣就成了4個非門（反相器）。

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

工作過程是：電路通電后，Ic1門1的1、2腳是低電位狀態(tài)，輸出端3腳和門2的輸入端5、6腳為高電位狀態(tài)，門2的輸出端4腳和門3的輸入端8、9腳為低電位，門3的輸出端10腳和門4的輸入端12、13腳為高電位，門4的輸出端11腳為低電位，V1控制極沒有觸發(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，邏輯翻轉(zhuǎn)。

人體信號將門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)手指離開觸摸片后，門1和門2又翻轉(zhuǎn)回原來的邏輯狀態(tài)，4腳又變?yōu)榈碗娢?。此時，C2在D6的隔離下對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放電時間延長，兩端電壓緩慢下降。這時燈泡兩端電壓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，門3和門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0關(guān)斷，燈泡熄滅。調(diào)整R6的阻值，使C2有效放電時間在40～60秒左右比較合適。圖二～圖四電路實(shí)現(xiàn)了手動開燈，自動關(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，燈不亮。

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

3、聲控延時開關(guān)

圖五

圖五的電路是聲控延時關(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、放大電

路而成。

天黑后沒有聲音時，RG呈高阻狀態(tài)，Q1工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)，C、E級電壓＜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，駐極體話筒將聲音信號通過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，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)亮至延時時間后熄滅。由于RG是光敏電阻，亮阻＜10K，暗阻＞1．5MΩ。

所以，白天門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。

黃昏時一般拍手聲音即可使燈泡點(diǎn)亮，天黑后需要照明時，RG阻值達(dá)到750K以上時，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)了人體不接觸開關(guān)就可以開、關(guān)燈。

聲控延時開關(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，燈泡都會點(diǎn)亮，造成一定的電能浪費(fèi)。

4、熱釋電紅外自動照明延時開關(guān)

圖六

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

電路的功能是，自動延時燈白天不點(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，電燈自動點(diǎn)亮為行人照明。人走出紅外傳感作用區(qū)后，電路延時40～60秒鐘后自動熄滅。

紅外線檢測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，傳感器B檢測到人體發(fā)出的熱紅外線光譜，它能將移動者的紅外光轉(zhuǎn)換成一定頻率（0.3～3Hz）的電信號，并經(jīng)耦合電容C1加至Q1放大，預(yù)放后的信號加至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，將V1輸出的信號放大到一定強(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），由Ic1放大后的信號與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)信號足夠強(qiáng)時，比較器輸出一個低跳變脈沖，對單穩(wěn)態(tài)延時電路觸發(fā)。單穩(wěn)態(tài)延時電路Ic3采用NE555時基電路，它與R13、C6等組成一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)延時電路，在其2腳有低跳變（小于1/3電源電壓）脈沖觸發(fā)時，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，電源通過R13開始對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，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)時間。

光電開關(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，Ic3的4腳處于呈高電位狀態(tài)，使Ic3處于待觸發(fā)狀態(tài)。控制電路的供電電源采用電容降壓，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。

熱釋電紅外自動照明延時開關(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，其探測距離可達(dá)到十米以上。

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

按鈕延時開關(guān)、觸摸開關(guān)、聲控開關(guān)的面板外形尺寸與普通墻壁插座、墻壁開關(guān)一致，安裝尺寸也相同，能互換安裝。按鈕開關(guān)和觸摸開關(guān)都設(shè)有LED紅色指示燈，方便行人在黑暗中找到開關(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、常見故障的維修

由于熱釋電紅外自動照明延時開關(guān)還沒有普及應(yīng)用，本文著重介紹圖二～圖五電路延時開關(guān)的常見故障檢修。

1、燈泡不亮

在使用中，燈泡不亮，按鈕或觸膜開關(guān)的指示燈也不亮，一般是燈泡內(nèi)部燈絲斷開所至，應(yīng)及時更換燈泡。如果燈泡燈絲完好，指示燈亮，原因在延時開關(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)部開路，可控硅引腳嚴(yán)重開焊或可控硅爆裂而內(nèi)部開路。原因一般是燈泡功率過大或搬運(yùn)高大物體時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、按鈕開關(guān)K1本身故障，按下按鈕后開關(guān)K1無法接通。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對地短路，圖二、圖三電路中R3、圖四、圖五電路中R1開焊、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、燈泡長亮

延時開關(guān)不能自動延時關(guān)燈，這種故障現(xiàn)象一般都在延時開關(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，常見型號有：CR03、MCR100—8、BT169D等。其次檢查整流電路中二極管是否擊穿，以上故障均會造成燈泡長明。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

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

表一（用DT890B數(shù)字表測量）

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

4、開燈馬上就滅，不能延時關(guān)

圖二、圖三按鈕延時開關(guān)手按下按鈕燈亮，松開手按鈕開關(guān)斷開后燈就滅，一般是C1無容量或開焊造成。圖四觸膜延時開關(guān)手離開觸摸片后燈就滅，一般是電解C2開焊或無容量造成。圖五電路不延時也是C2失容或開焊造成。

本文介紹的幾種樓道照明延時開關(guān)電路很簡單，修理也很容易。除停電外，這些開關(guān)處在不間斷長期工作狀態(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。