经济型光继电器。方案、说明

经济型光继电器。无线电电子电气工程百科全书

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无线电业余爱好者非常关注节约用电的问题 - 《无线电》杂志上的许多出版物都证明了这一点，其中描述了光继电器 - 在白天关闭照明的设备。

所提出的光继电器（其电路如图所示）自身功耗较低，并通过两线电路与标准开关并联连接。该设备在双向可控硅 VS1 上包含一个强大的电子钥匙，与标准开关 SA1 并联连接。三端双向可控硅开关元件的工作由二极管电桥VD2-VD4对角线中包含的复合晶体管VT7VTZ上的低电流开关控制。当晶体管VT5闭合时，晶体管VT2的发射极电路中的电阻器R3防止晶体管VT2在“断开”基极模式下操作。小电流按键由流过电阻R2的晶体管VT4的基极电流开启。如您所知，复合晶体管基极的电流传输系数等于组成它的晶体管的传输系数的乘积。对于作者使用的晶体管来说，这个系数的最小值为30，即这种情况下复合晶体管基极的电流传输系数不小于900，这使得可以使用足够高的电阻电阻器R4，而设备在待机模式下消耗的功率不会超过0,15W，而在光继电器操作后则少得多。

光继电器的电路（点击放大）

感光元件为VD1光电二极管，选用红外光电二极管FD256，在光谱可见光区域具有足够的灵敏度。在施密特触发器DD1.1上做了阈值元件。响应阈值由调谐电阻器R1调节，电容器C1增加了器件的抗噪声能力。在元件 DD1.2、电阻器 R2 和电容器 C1.3 上，制作了一个继电器开关延迟单元，该单元消除了光电二极管短期照明期间的误报，在元件 DD1 上制作了一个反相器，以提供必要的操作逻辑，在晶体管上VT1——输出开关。 DD3 芯片由 VD4 齐纳二极管和 R2 电阻上的参数稳压器供电。二极管VDXNUMX防止滤波电容C放电3 当照片继电器被激活时。

DD1微电路的施密特触发器包含在反相器中，乍一看，它们可以用K2LA2或K561LE7微电路的561I-NOT或5OR-NOT元件中的反相器代替。然而，在该装置中，这样的替换是不正确的。元件 DD1.1 和 DD1.2 输入端的电压变化缓慢：对于第一个元件，由于自然光水平的平滑变化，而对于第二个元件，由于 RЗС2 的时间常数较大电路。施密特触发器有一个明确的响应阈值，当一个输入晶体管还没有来得及关闭而第二个输入晶体管已经开始打开时，输入特性这个地方的逻辑元件有一个不确定区。结果，晶体管中产生直通电流，微电路消耗的电流急剧增加。按键晶体管VT2和U1Z的输入电路工作在微电流模式下，这种微电路工作模式的改变会导致器件出现故障。

所提出的光继电器的工作原理如下。当与标准SA1开关并联到照明网络时，电容器C4将被VD7-VD3二极管电桥整流的电流的几个半周期充电。当其上的电压达到齐纳二极管VDZ的击穿电压（在微电流模式下，小于稳定电压，在几毫安的电流下标准化）时，晶体管VT2和U1Z将打开。当流过晶体管的电流达到足以打开 VS1 三端双向可控硅开关元件的值时，它就会打开，从而对开关和 VD4-VD7 二极管电桥进行分流。

电容器C3将在电源电压的每个半周期开始时重新充电，同时双向可控硅VS1闭合。

当设备连接时，电容器C2放电，DD1.2元件输入端的电压为0，其输出端的电压为log。 1，且在元件DD1.3的输出端为-log 0，因此场效应晶体管VT1关闭，对器件的工作没有任何影响。

该装置的进一步操作由光电二极管VD1的照明水平决定。如果它（电平）不足，则光电二极管的反向电阻很高，DD1.1 元件的输入端有一个对数电平。 1、在输出-日志级别。 0，并且设备的操作没有发生变化——在电源电压的每个半周期开始时，双向可控硅VS1打开，向照明灯EL1提供电压。

随着光照强度的增加，VD1 光电二极管的反向电阻减小，在某个时刻，其两端的电压变得小于施密特触发器阈值 DD1.1 - 在其输出（引脚 3）处出现 log 1 电平，而电流通过电阻器R2开始对电容器C2充电。几十秒后（取决于电容C3的电容值和电阻R1.2的阻值），施密特触发器DD4组合输入端的电压达到触发电平，其输出端出现log 0电平。输出（引脚 1.3）。结果，DD10 元件切换到其输出（引脚 1），出现对数电平 1，并且场效应晶体管 VT2 打开，旁路晶体管 VT3 和 VT1 的发射结。以后，晶体管VT1保持开路，双向可控硅VS4的控制极流过电流，经电阻R1限制最大幅值小于XNUMXmA，小于双向可控硅的开通电流。

在用进口双向可控硅替代TC106-10-10双向可控硅进行实验时发现，对于VT137-600双向可控硅的某些实例，双向可控硅的开通电流小于1mA，并且双向可控硅在光继电器处于待机状态时，当电源电压达到最大幅度时打开，而 EL1 灯半亮。为了使具有如此灵敏的硅敏电阻的光继电器正常工作，电阻器R4的电阻必须增加到1MΩ。

当照明水平降低时，光电二极管 VD1 的反向电阻增加，DD1.1 元件输入端的电压升高，并且在某个时刻施密特触发器 DD1.1 切换 - 其输出处出现对数电平。 0. 电容器 C2 充电至电源电压，开始通过电阻器 R3 放电。几十秒后，DD1.2元件输入端的电压下降得如此之大，以至于DD1.2元件（随后是DD1.3）切换，晶体管VT1的栅极出现对数电平。 0，并且它闭合，停止对复合晶体管UT2UTZ的发射极结进行分流。在每个半周期开始时，它打开并打开双向可控硅 VS1，同时 EL1 灯闪亮。

当光电二极管 VD1 受到短期照射（例如，经过的汽车前灯、闪电等）时，完全放电的电容器 C2 上的电压没有时间发生显着变化 - 这实现了高抗噪性所提议的光继电器。

关于细节。从故障 CFL 的电子镇流器中拆下晶体管 MJE13002 和二极管 1N4007。更换晶体管的标准：集电极-发射极电压 - 不小于 400 V，最大集电极电流 - 不小于 100 mA，基极静态电流传输系数 h_21E - 大于25。如果该晶体管参数小于25，则电阻器R4的阻值应减小至200 kOhm。

VD4-VD7 二极管的要求 - 正向电流至少 100 mA，反向电压至少 700 V。双向可控硅 TC106-10 的电压必须至少为 5 级，即在闭合状态下承受至少 500 V 的电压。当用进口三端双向可控硅开关元件替换图中所示的三端双向可控硅开关元件时，必须考虑开关功率，并记住通过照明灯冷灯丝的电流比标称电流高5 ... 10倍。当负载功率超过200W时，双向可控硅必须安装在散热器上。

FD256 光电二极管已从旧电视的 SDU 中移除。光谱可见部分的光电二极管很少在商业上可用，因此在没有 FD256 的情况下，值得尝试其他类型的红外光电二极管。适用性标准是反向电阻随光照变化至少变化十倍。一些以前用于工业设备的红外光电二极管在光谱的可见部分具有良好的灵敏度。例如，从烟雾火灾探测器中提取的红外光电二极管非常好，例如IP-212型，在机构和组织中，当火灾警报器达到其既定使用寿命时，这些探测器在维修过程中会被大量丢弃。在实验过程中，需要使用光谱红外区域辐射最小的 LED 灯来照亮光电二极管。

齐纳二极管 VD3 - 任何具有 3,3 ... 5 V 稳定电压的低功率二极管，二极管 VD2 - 任何低功率硅。我们将用 KP501、KP501、KP504 系列中的任何一个晶体管替换 KP505A 晶体管。可能替换 KR1561TL1 芯片 - K561TL1、564TL1 或 CD4093B 的进口类似物。

固定电阻器 - 图表上指示的任何类型的耗散功率（电阻器 R4 的耗散功率 - 0,5 W - 出于电气强度的原因而选择）。室内安装设备时的微调电阻器 R1 - 任何类型，当安装在室外时，最好使用封闭设计的电阻器，例如 SPO-0,15、SPO-0,5 或 SP4-1。为了密封电阻器的内腔，应在发动机滚轮离开外壳的位置涂抹一层技术凡士林或 CIATIM 润滑脂。

电容器C1、C3可以是任何类型，薄膜电容器和陶瓷电容器均可，C2——进口氧化物（标称电压——50V——出于层间绝缘良好的原因，选择明显高于工作电压——额定电压越高，绝缘越好，即漏电流较小）。

该设备组装在一块尺寸为 45x25 毫米的通用面包板上。当使用可维修部件并且安装没有错误时，调整归结为使用微调电阻器 R1 设置所需的阈值。为了防风雨，调整后的板被两层硝基漆覆盖，并放置在IP-212火灾探测器的外壳中，具有良好的外观。

作者：K.莫罗兹

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为了降低液体电池的工作温度，科学家们决定用锂代替镁，并用铅代替锑的合金。锂的熔点约为 180°C。

科学家们能够选择一种锑合金，该合金在 327°C 的温度下可能呈液态，从而在电极之间提供电位差。

据开发人员介绍，液体电池的优点之一是其高耐用性：液体电极在大量充电/放电循环期间不会发生故障。

科学家表示，即使经过 10 年的日常充电和放电，一块新电池仍将保留其原始容量的 85% 左右。

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