照明节电控制电路

照明节电控制电路

本文所应用到的相关器件资料：
 KD3252     74HC74     74HC85     CD4020     MOC3041    
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如图所示为照明节电控制电路。IC1采用石英钟集成控制电路，由于石英钟的工作电压只有1.5V，其输出难以满足驱动指针步进电机所需的脉冲信号。因此，用VD1、VD2、C3将IC1地电位抬高至+2.1V，使IC1正常工作在1.5V状态。IC1输出的步进脉冲信号从A通过 VT、R1、R2组成的反相缓冲器整形，从B点输出满足后面数字集成电路的秒脉冲方波信号，其A、B点的输出波形见下图。
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在t1时刻IC1的M处于高阻状态，VT截止；t2时刻IC1的M输出负脉冲，VT导通，从VT集电极输出合格的CLK1时钟信号。IC2为双D触发器，将反相输出端反馈到数据输人端D连接成2分频器，IC2-A的数据输出端Q1与IC2-B的时钟输入端CLK2相连，组成4分频器，其4分频信号再送入IC3进行14级分频，这样就将秒信号进行了18级分频，其IC3的14级分频状态下表。从IC3的Q5、Q6、Q10、Q12、Q14数据输出端取出128s、256s、4096s、16384s、65536s的分频信号，通过VD3～VD7、R3、R4以及启动按钮AN组成的与门电路相加得到86400s即24h的计时复位信号，并通过R4送入到IC3复位输入端R(11脚)，当5个输出端全部为高电平时，通过VD3～VD7相加得到86400s即24h计时值，这时IC3复位，输出端全部为零，使计时时间为24h自动循环。这样IC1～IC3、VD1～VD7与外围元件VT、R1～R4、C1～C3等组成24h循环计时电路。R4的作用是避免按下AN时损坏与VD3～VD7连接的IC3数据门。由于时钟由石英表集成电路产生，因此日计时误差在3s以内，完全符合钟控计时照明节电器的要求，时钟电路不需任何调试即可工作。IC4、IC5两个4位数值比较器级联组成8位数值比较器，IC4的级联输入端A、A0、A1接高电位，A2、A3接IC3，IC5的数据A输入端接IC3的Q11～Q14分频输出端，  即从24h循环计时电路中取出2048s(34min8s)～85488s(23h51min28s)间隔为2048s的64级6位定时数据作为输入数据A，IC4的A0、A1、B0、B1接高电平，从BCD拨码开关取4位BCD数据送到IC4的数据输入端B2、B3和IC5的B0、B1端，作为IC4、IC5数据B中的4位数据，IC5的B2端接高电位，83端接低电位。这样可通过BCD拨码开关设定10个定时  数据中的一个与定时时钟送来的时钟数据(具体数码值见表)相比较。
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当定时数据A小于BCD拨码开关设定时间数据B时，IC5的5脚输出低电平，IC6得电触发导通，继电器CJ1、CJ2吸合照明灯亮。反之，数据A大于数据B时，IC5的5脚输出高电平，IC6无触发电压关断，CJ1、CJ2释放，照明灯熄灭。IC4、IC5的输人数据即Q9～Q14从零秒计时到大于BCD拨码开关设定的时间数据应为夜间亮灯时间，数据A大于BCD设定的时间数据B一直到24h循环复位时为止这段时间为白天的熄灯时间。因而应将24h循环定时电路的起始点放在天黑需要点亮照明灯的时候，而不是北京时间的半夜零点。按图中BCD拨码所选数据，在北京时间17：30：00按下启动按钮AN，即锁定在北京时间17：30：00为循环计时的起点。在北京时间17：30：00～北京时间第二天07：09：12照明灯亮，北京时间07：09：13～17：29：59灯不亮。24h循环计时器的起始时间经这样调整，节省了一套灯亮起始时间判断电路，只用一套熄灯时间判断电路，更可省略时间显示电路，从而使电路大为简化，又降低了对时钟走时精度的要求，制作成本也相应降低。
IC4、IC5级联组成了8位数值比较器，若用两位BCD拨码开关，并将A、B的输入数据全都加以利用，可组成256个定时点最短时间间隔512s的电路。成本仅增加一只BCD开关，就可组成定时间隔更短、划分更细的电路。但仅用一位BCD已基本满足照明节能控制的需要，使用也更为简捷一些。
该电路最短定时时间为9h6min8s(夏季晚上最短约从19：40到次日5：10，不大于9．5h)，最长达14h13min20s(冬季夜间最长从17：00到早上7：00约14h)。以34min8s为间隔分10个等级，用BCD拨码开关的0～9等10个数与其一一对应(如前表)。
电源供电电路由变压器B将220V降为6V，经VD8～VD11、C4整流滤波后，经过IC7稳压输出+3.6V的稳定电压。在后备电池的负极与IC7的地电位间接有一只二极管VD12。将24h循环计时电路的负极接到电池的负极端，将比较器与其他电路的负极端接到IC7的负极端。当有电时，+3.6V经VD12向电池悬浮充电，同时向电路正常供电。当停电时，电池向24h循环计时电路部分供电确保计时准确、无误。通过VD12的隔离作用不向其他电路供电，确保电池后备使用时间更长些。计时电路耗电约几微安，用3V纽扣式锂电池可使计时电路连续工作3个月以上。
相关型号：OPA551PA MUR8100E SN74F02N C8231A QMV495AT5  http://www.ic37.info/OPA551PA_ic.htm http://www.ic37.info/MUR8100E_ic.htm http://www.ic37.info/SN74F02N_ic.htm http://www.ic37.info/C8231A_ic.htm http://www.ic37.info/QMV495AT5_ic.htm