單線紅外遙控開關(guān)電路

現(xiàn)代居室、辦公室等的照明線路大都采用走暗線（隱藏在墻內(nèi)）的方式，如果采用4線制的電子開關(guān)去控制這些照明燈，還要另接電源而改造線路，且工程耗時(shí)費(fèi)力，又影響美觀。筆者設(shè)計(jì)并制作了一款單線紅外遙控開關(guān)。它只有單根進(jìn)線、單根出線，可以直接代換家居中非常普及的墻壁開關(guān)，安裝和代換都很方便；還可以方便地實(shí)現(xiàn)遙控。值得一提的是：該電路成功地解決了單線電子開關(guān)的自身供電難題。

一、性能簡(jiǎn)介

該電路的優(yōu)點(diǎn)是：⑴電路采用電流互感器原理來升壓，采用二極管限幅、穩(wěn)壓，巧妙地解決了開關(guān)自身供電的難題；⑵適用范圍廣，隨便用彩電或影碟機(jī)遙控器就能遙控⑶它還具有自身壓降小、功耗小等優(yōu)點(diǎn)。

二、工作原理

如圖所示，電路左邊AB端為單線進(jìn)出端，和負(fù)載串聯(lián)后接在220V市電上。集成塊CD4017接成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，用來控制單向可控硅；SCR作為控制負(fù)載的通斷的開關(guān)，可控硅導(dǎo)通相當(dāng)于開關(guān)閉合；微型變壓器B1是用來解決電子開關(guān)導(dǎo)通時(shí)自身電源的供給；二極管D1D2并接在變壓器的初級(jí)，將初級(jí)電壓限制在0.7V左右，可以防止微型變壓器初級(jí)線圈燒壞，也可以防止因負(fù)載電流過大而造成輸出電壓過高。

當(dāng)紅外接收頭接收到紅外遙控信號(hào)時(shí)輸出負(fù)脈沖，通過三極管T1到相后，通過R3C2構(gòu)成脈寬選通電路，輸入到IC的脈沖輸入端14腳。集成塊IC接成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，每輸入一個(gè)脈沖輸出端②腳的狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次，從而實(shí)現(xiàn)開、關(guān)的控制。

開關(guān)斷開時(shí)：IC1的②腳為低電平，可控硅截止，負(fù)載斷電。此時(shí)，市電通過全橋Q1整流、然后通過電阻R1分壓后給電子開關(guān)提供低壓直流電，保障了待機(jī)電源的供給。

開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，IC1的輸出端②腳為高電平，可控硅被觸發(fā)導(dǎo)通，相當(dāng)于開關(guān)閉合，負(fù)載得電而正常工作。負(fù)載回路中有電流流過，必然有電流流過變壓器的初級(jí)線圈。由微型變壓器升壓，然后通過全橋Q2整流后，同樣能給電子開關(guān)提供低壓直流電。

可見，不論電子開關(guān)是導(dǎo)通還是截止，都能夠解決電子開關(guān)電路的自身供電問題。每按動(dòng)遙控器一次，電子開關(guān)的狀態(tài)就會(huì)改變一次，從而實(shí)現(xiàn)遙控開關(guān)的功能。

三、器材選用與調(diào)試

1.圖中可控硅、二極管、橋堆應(yīng)根據(jù)負(fù)載電流大小而選定，擊穿電壓要在400V以上。

2.微型變壓器B1選用EE12以下的微型鐵心。制作時(shí)，可以通過調(diào)整線圈匝數(shù)和匝數(shù)比，使次級(jí)輸出電壓達(dá)到電路的要求。如：輸出電壓要求為5V，那么初級(jí)和次級(jí)的匝數(shù)比一般選在1：10左右便可。

3.紅外接收頭應(yīng)選用負(fù)脈沖輸出的一體化接收頭，最好加裝金屬屏蔽罩，可以提高抗干擾能力。

可控硅制作的紅外遙控開關(guān)電路

單向可控硅具有一觸即發(fā)，實(shí)現(xiàn)自鎖的功能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，關(guān)斷單向可控硅的方式有兩種：其中一種是眾所周知的，就是可控硅在陽極電位低于陰極電位或陽極電流小于維持電流時(shí)，可由導(dǎo)通轉(zhuǎn)換為關(guān)斷。另一種則是將可控硅的控制極對(duì)地短路，也可直接將其關(guān)斷，本人利用它的這個(gè)特性制作了下面這款簡(jiǎn)單的紅外遙控開關(guān)電路，如圖l所示。

一、工作原理

220V的交流電壓經(jīng)電容C1降壓，VD11、VD2、C2整流濾波，iVD3穩(wěn)壓后輸出12V直流電壓給本電路供電用。12V直流電壓再經(jīng)R2、VD4、C3進(jìn)一步穩(wěn)壓濾波后輸出+5V電壓供紅外接收頭HRM作電源用。

開啟過程：靜態(tài)時(shí)，脈沖放大管V1處于飽和狀態(tài)，集電極輸出0.1V的低電平，此時(shí)可控硅觸發(fā)電路不工作。瞬間按壓遙控器（各類彩電、VCD遙控器均可），接收頭接收到紅外遙控信號(hào)，其輸出端輸出解調(diào)后的序列指令脈沖，經(jīng)V1放大信號(hào)分成兩路：一路經(jīng)R6對(duì)C6進(jìn)行充電，另一路經(jīng)R5對(duì)C5進(jìn)行充電，由于C5的容量遠(yuǎn)大于C6，所以充電速度較慢，不能使V2導(dǎo)通，而C6上充得的瞬間脈沖電壓足以使單向可控硅SCR觸發(fā)導(dǎo)通，繼電器K得電，常開觸點(diǎn)CJ1閉合，插座CZ中的負(fù)載得電工作。LED作工作狀態(tài)指示用。

關(guān)閉過程：再次按壓遙控器按鍵超過3秒時(shí)，C5上充得的電壓足以使V2由截止進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，從而將可控硅控制極對(duì)地短路，可控硅被關(guān)斷。繼電器失電，觸點(diǎn)斷開，負(fù)載停止工作。隨后C5上充得的電壓很快通過R5、V1的集射極對(duì)地放電，電路進(jìn)入等待狀態(tài)。

二、元件作用與參數(shù)選擇

1.電路中采用的一體化紅外接收頭型號(hào)為HRM380017，它可以接收各類遙控器發(fā)射的紅外遙控信號(hào)，并輸出經(jīng)解調(diào)后的序列指令脈沖信號(hào)。讀者可依據(jù)條件選擇其他不同類型的紅外接收頭，其功能大都相同，相互間可以互換，但管腳排列會(huì)有所不同，注意不要將接收頭電源端和接地端接錯(cuò)，否則極易造成接收頭損壞。

2.為使V2能可靠地由截止進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，保證可控硅能被關(guān)斷，R5的選值必須滿足公式R5《β2R繼電器（繼電器的線圈阻值）的要求，否則將不能關(guān)斷可控硅。

在本電路中的繼電器型號(hào)為JZC-23F，其線圈電阻約為400Ω，那么按照公式要求R5不得大于40kΩ（設(shè)β2=100）。

3.單向可控硅SCR可選擇MCR100-6，其最大工作電流（1A）和最高工作電壓（600V）完全能滿足本電路的需要，控制極觸發(fā)電流在10μA～30μA之間，故觸發(fā)靈敏度很高。在制作過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)即使省略C6，可控硅仍可正常觸發(fā)和關(guān)斷，但是此時(shí)電路的抗干擾性將變差，極易受外界干擾而使可控硅出現(xiàn)誤導(dǎo)通，所以C6絕不可省略。

4.若發(fā)現(xiàn)關(guān)斷可控硅所需時(shí)間偏長(zhǎng)，那么可通過適當(dāng)減小C5的容值進(jìn)行調(diào)節(jié)。

圖2是采用雙向可控硅BCR代替繼電器實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)控制的遙控開關(guān)電路，電路結(jié)構(gòu)與控制原理與圖1基本相同，只是采用了BCR作為受控對(duì)象。當(dāng)單向可控硅SCR觸發(fā)導(dǎo)通后，12V的直流電壓通過R7、LED、SCR為雙向可控硅：BCR的控制極供電，BCR被觸發(fā)導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。當(dāng)SCR被關(guān)斷后，交流電壓過零時(shí)，BCR也被關(guān)斷，負(fù)載失電停止工作。