一种可节约电能的光控开关的制作方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型属于根据光照控制期间运作的技术领域，特别是涉及一种可节约电能的光控开关。
【背景技术】
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[0002]能源是当今社会发展的基本前提，小到平民百姓的衣食住行，大到国家机器的运转，都与其紧密相连。节约能源是社会发展的有效途径，这是由国内外的局势所决定的。如何有效地节约能源，已经成为大家积极研宄与探索的课题。
[0003]电资源与我们生活息息相关，是能源的一个重要的分支。然而，生活中电能的浪费现象却屡见不鲜:天气正常时，每天上午十点到下午四点，自然光照强度完全可以满足办公室、教室等场所的工作和学习需求，但期间大多数灯却保持打开状态，这无疑造成了电能的浪费。若在此期间使灯保持关闭状态，可节约大量电能。
【实用新型内容】:
[0004]本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种可节约电能的光控开关。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案予以实现:
[0006]一种可节约电能的光控开关，包括依次连接的光电元件、电压放大器、电压比较器、功率放大器和继电器；工作状态时，光电元件连接电源的正极，电源的负极通过灯光件与继电器相连接。
[0007]本实用新型进一步的改进在于:光电元件选用光电二极管。
[0008]本实用新型进一步的改进在于:电压放大器包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第一三极管；其中，第一三极管的基极分别与光电元件的正极、第一电阻的一端、第二电阻的一端及第三电阻的一端相连接，光电元件的负极与电源的正极相连接，电源的负极、第一电阻的另一端、第二电阻的另一端、第四电阻的一端均接地；第三电阻的另一端和第五电阻的一端与第二电源相连接，第五电阻的另一端与第一三极管的集电极及电压比较器的输入端连接，第四电阻的另一端与第一三极管的发射级相连接。
[0009]本实用新型进一步的改进在于:电压比较器包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和比较器；其中，第九电阻为滑动电阻，第六电阻的一端分别与第一三极管的集电极、第七电阻的一端、第八电阻的一端、第九电阻的一端及第五电阻的另一端相连接，第六电阻的另一端与比较器输入端的负极相连接，第七电阻的另一端分别与比较器输入端的正极及第十电阻的一端相连接，第八电阻的另一端与继电器的输出端及第三电源相连接，第九电阻的另一端接地，第十电阻的另一端分别与比较器的输出端及功率放大器的输入端相连接。
[0010]本实用新型进一步的改进在于:功率放大器包括第十一电阻和第二三极管，第十一电阻的一端与电压比较器的输出端相连接，第十一电阻的另一端与第二三极管的基极相连接，第二三极管的发射级接地，第二三极管的集电极与继电器的输入端相连接。
[0011]本实用新型进一步的改进在于:继电器包括并联设置的第一继电器和二极管，第一继电器的一端和二极管的正极与第二三极管的集电极相连接，第一继电器的另一端和二极管的负极与第八电阻的另一端及第三电源相连接。
[0012]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0013]当光照满足工作条件时，灯呈熄灭状态；当光照不满足工作条件时，灯呈打开状态。本实用新型结构简单、价格低廉、容易生产、体积小，可根据光强实现对灯光的控制。
【附图说明】
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[0014]图1为光控开关的总控制电路的流程图；
[0015]图2为光控开关的内部原理图；
[0016]图3为电压比较器工作示意图。
【具体实施方式】
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[0017]下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述。
[0018]如图1所示，本实用新型一种可节约电能的光控开关，包括依次连接的光电元件1、电压放大器2、电压比较器3、功率放大器4和继电器5 ;工作状态时，光电元件I连接电源的正极，电源的负极通过灯光件6与继电器5相连接。根据其组成，本实用新型通过自然光照控制继电器的开合状态，从而达到控制灯光件6运行的目的。
[0019]如图2所示，光电元件I选用光电二极管D-
[0020]电压放大器2包括第一电阻R、第二电阻Rb1、第三电阻Rb2、第四电阻Re、第五电阻Rc和第一三极管T ^其中，第一三极管T丨的基极分别与光电元件I的正极、第一电阻R的一端、第二电阻Rbi的一端及第三电阻Rb2的一端相连接，光电元件I的负极与电源的正极相连接，电源的负极、第一电阻R的另一端、第二电阻Rbi的另一端、第四电阻R 一端均接地；第三电阻Rb2的另一端和第五电阻Rc的一端与第二电源Ua相连接，第五电阻Rc的另一端与第一三极管T1的集电极及电压比较器3的输入端连接，第四电阻R￡的另一端与第一三极管T1的发射级相连接。
[0021]电压比较器3包括第六电阻R1、第七电阻R2、第八电阻R3、第九电阻R4、第十电阻Rf和比较器，其中，第六电阻R工的一端分别与第一三极管T i的集电极、第七电阻R 2的一端、第八电阻R3的一端、第九电阻R4的一端及第五电阻1的另一端相连接，第六电阻1^的另一端与比较器输入端的负极相连接，第七电阻R2的另一端分别与比较器输入端的正极及第十电阻Rf的一端相连接，第八电阻R3的另一端与继电器5的输出端及第三电源U相连接，第九电阻R4的另一端接地，第十电阻Rf的另一端分别与比较器的输出端及功率放大器4的输入端相连接。
[0022]功率放大器4包括第十一电阻R5和第二三极管T 2，第十一电阻&的一端与电压比较器3的输出端相连接，第十一电阻&的另一端与第二三极管T 2的基极相连接，第二三极管T2的发射级接地，第二三极管T 2的集电极与继电器5的输入端相连接。
[0023]继电器5包括并联设置的第一继电器KM和二极管D2，第一继电器KM的一端和二极管D2的正极与第二三极管T 2的集电极相连接，第一继电器KM的另一端和二极管D 2的负极与第八电阻R3的另一端及第三电源U。2相连接。
[0024]为了对本实用新型进一步的了解，现对其工作原理做一说明。
[0025]图2给出了光控开关的内部原理图，光电元件I安装在能够较好采集自然光的光照强度的地方，光电元件I在自然光的照射下，光信号通过光电二极管D1R化成电信号，电压放大器2将该电信号进行放大并输出电压信号ul。电压比较器3接收输入电压Ul并输出电压u2，根据图3所示的电压比较器的特点，当接收电压ul大于Uh时，电压比较器3输出负电压-UM，当接收电压小于队时，电压比较器3输出正电压U M。当电压比较器3输出负电压_队?时，功率放大器4不工作；当电压比较器3输出正电压U M时，功率放大器4工作，进行功率放大功能。当功率放大器4不工作时，继电器5不工作，灯光件6不工作；当功率放大器4工作时，继电器5工作，灯光件6工作。也就是说，当光照强度大于设定的光照强度时，光电开关处于开路状态，灯光件6不工作；当光照强度小于设定的光照强度时，光电开关处于闭合状态，灯光件6工作。
[0026]图3为电压比较器工作示意图，设定某一光照强度M和N，自然光照强度用A表示，光照N对应电压放大器2的输出电压ul = UL’光照M对应的电压放大器2的输出电压ul=UH。根据上述分析可知，当A>M时，u2 = -UM，此时继电器5不工作，电路处于开路状态，灯光件6不工作；当A〈N时，u2 = +UM，此时继电器5工作，电路处于导通状态，灯光件6工作；当八由大于M开始减少，当A〈N时，u2 = +UM，此时继电器5工作，电路处于导通状态，灯光件6工作；当A由小于N开始增加，当A>M时，u2 = -UM，此时继电器5不工作，电路处于开路状态，灯光件6不工作，从而达到通过光照强度控制灯光件的目的。
【主权项】
1.一种可节约电能的光控开关，其特征在于:包括依次连接的光电元件(I)、电压放大器(2)、电压比较器(3)、功率放大器(4)和继电器(5);工作状态时，光电元件⑴连接电源的正极，电源的负极通过灯光件(6)与继电器(5)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种可节约电能的光控开关，其特征在于:光电元件(I)选用光电二极管(D1)。
3.根据权利要求1所述的一种可节约电能的光控开关，其特征在于:电压放大器(2)包括第一电阻(R)、第二电阻(Rbi)、第三电阻(Rb2)、第四电阻(Re)、第五电阻(Rc)和第一三极管(T1);其中，第一三极管(T1)的基极分别与光电元件⑴的正极、第一电阻(R)的一端、第二电阻(Rbi)的一端及第三电阻(Rb2)的一端相连接，光电元件(I)的负极与电源的正极相连接，电源的负极、第一电阻(R)的另一端、第二电阻(Rbi)的另一端、第四电阻(Re)的一端均接地；第三电阻(Rb2)的另一端和第五电阻(Rc)的一端与第二电源(Ua)相连接，第五电阻(Rc)的另一端与第一三极管(T1)的集电极及电压比较器(3)的输入端连接，第四电阻(Re)的另一端与第一三极管(T1)的发射级相连接。
4.根据权利要求3所述的一种可节约电能的光控开关，其特征在于:电压比较器(3)包括第六电阻(R1)、第七电阻(R2)、第八电阻(R3)、第九电阻(R4)、第十电阻(Rf)和比较器；其中，第九电阻(R4)为滑动电阻，第六电阻(R1)的一端分别与第一三极管(T1)的集电极、第七电阻(R2)的一端、第八电阻(R3)的一端、第九电阻(R4)的一端及第五电阻(R。)的另一端相连接，第六电阻(R1)的另一端与比较器输入端的负极相连接，第七电阻(R2)的另一端分别与比较器输入端的正极及第十电阻(Rf)的一端相连接，第八电阻(R3)的另一端与继电器(5)的输出端及第三电源(Uc2)相连接，第九电阻(R4)的另一端接地，第十电阻(Rf)的另一端分别与比较器的输出端及功率放大器(4)的输入端相连接。
5.根据权利要求4所述的一种可节约电能的光控开关，其特征在于:功率放大器(4)包括第^ 电阻(R5)和第二三极管(T2)，第^ 电阻(R5)的一端与电压比较器(3)的输出端相连接，第i^一电阻(R5)的另一端与第二三极管(T2)的基极相连接，第二三极管(T2)的发射级接地，第二三极管(T2)的集电极与继电器(5)的输入端相连接。
6.根据权利要求5所述的一种可节约电能的光控开关，其特征在于:继电器(5)包括并联设置的第一继电器(KM)和二极管(D2)，第一继电器(KM)的一端和二极管(D2)的正极与第二三极管(T2)的集电极相连接，第一继电器(KM)的另一端和二极管(D2)的负极与第八电阻(R3)的另一端及第三电源(Uc2)相连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种可节约电能的光控开关，包括依次连接的光电元件、电压放大器、电压比较器、功率放大器和继电器；工作状态时，光电元件连接电源的正极，电源的负极通过灯光件与继电器相连接。本实用新型通过各元件之间的有序连接及控制来实现对灯光的控制。根据其组成，本实用新型的功能是利用自然光照控制继电器的开合状态，达到控制电路开闭的目的。此外，本实用新型结构简单、价格低廉、容易生产、体积小，可根据自然光的光照强度实现对灯光的控制，可推广用于路灯、教室用灯等的控制。
【IPC分类】H05B37-02
【公开号】CN204539559
【申请号】CN201520168420
【发明人】李春艳
【申请人】西安交通大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月24日