声光控延时开关的工作原理及其应用分析

摘要：结合自身多年的电气工程设计施工管理经验，对目前推出应用的声光控延时开关工作原理及应用进行了深入分析，提出了自己的一些见解，仅供大家参考之用。

关键词：声光控延时开关可控硅输出继电器输出

随着近年一些大中城市的高层建筑居多，和建筑节能要求的提高，在楼房公共通道部分使用声光控开关控制的灯具越来越多，使用这种开关（灯具）便可达到两个目的：1，平时感应自动开启关闭，节能。2，火灾事故时，兼起到事故应急照明的作用。

一、普通声光控延时开关的工作原理及其应用：

声光控开关电路大体都由两部分组成：

1、控制电路：

控制电路是用来感应声/光信号的，就是光线够暗了（一般小于10Lx），声音够响了（一般大于50dB），两个条件同时具备后，向输出元件送出一个触发信号，并经过一定时间的延时后，关闭这个触发信号，等待下次触发；

2、输出单元：

输出单元就是接到控制电路的触发信号后，打开光源的电源主回路（通电使灯具点亮）。

根据输出单元采用不同的元件，大致分为两类：

1）可控硅输出类： 使用可控硅输出类设计的声光控开关比例最多，因为其电路简单，造价低。这种开关由于其输出元件是可控硅及可控硅元件的本身电器特性，控制功率因数为1的白炽灯没问题，但是如果用来控制功率因数小于1的感性负载，则因为它的电压，电流不同相位，轻则会形成开关失控，重则会损坏开关。

2）继电器输出类：使用继电器输出类设计的声光控开关比例较少，因为其电路复杂，成本高。这种开关的输出元件是个继电器，所以不存在感性负载无法关断的问题，理论上讲可以控制节能灯、日光灯，甚至电动机这样的感性负载。但是，由于继电器线圈最小的工作电流也要在10mA以上的级别，如果象上面的可控硅类输出那样，串在两线制回路中，就会影响到灯具的正常工作（一般两线制串在负载回路中的开关，其控制部分耗电都不会超过5mA，而继电器类型的开关，其控制部分的耗电至少要20mA）。所以，这种开关都需要单独的零线，以建立起独立于主回路的控制部分工作电源，即所谓的三线制。

二、带强切功能的声光控延时开关的工作原理：

强切功能的声光控开关比常规的声光控开关多出一根消防强切线，其功能要求，在一旦发生火灾事故时，手动或者电器联动给消防强切线送电，强制打开开关一直到强切电源撤消。

由于上述声光控开关有可控硅输出类（负载白炽灯）；继电器输出类（负载白炽灯、节能灯、日光灯）两类，所以，也就产生了不同类型的带强切功能的声光控开关。

上述两种带强切声光控开关，其声光控的原理相同；因为其工作时要求有否零线，所以，有三线和四线的区别；

最大的不同在于强切触发的原理完全不一样：

1、 可控硅类带强切声光控开关，其强切触发线，通过一个极性鉴别二极管，和一个高阻值电阻，连接到开关内部的控制电路，在原来输出元件送电的前提条件下，给这个触发线送电（必须要和输出元件是同一个相电源），就会强制开启内部的触发电路，使开关开通，因此，它的强切原理实质是：电压触发。

2、 继电器类带强切声光控开关，其强切原理，等同于一个单联双控触点切换，正常工作时，声光控信号吸合继电器的常开触点，给负载送电；火灾时，强切电源从常闭触点直接送到灯具，因此，它的强切原理实质是常开常闭触点的切换，（类似于双电源切换的应急灯）。

三、带强切功能的声光控延时开关应用分析：

由于上述两种声光控延时开关强切触发的原理不一样，其控制电路设计要求及应用场合也就不一样。

1、对可控硅类带强切声光控开关来说：

强切电源必须和正常火线为同相，强切状态时必须保持正常火线送电，否则无法实现强切；

强切电源未送电时，由于每个开关的强切线通过内部控制电路接在火线上，因此用试电笔或者万用表电压挡测量时，会呈现较高的电压，但是由于其内部串接了一个高阻值电阻，所以，这个电压不至于点亮灯具，也不至于形成危险的电流；

这种开关其实属于微弱电流触发强制开启，所以，同回路的强切线上，只能连接同类开关的强切线，不能并联双控开关或者其他应急灯，出口指示灯等，因为，开关会通过这些灯具形成触发回路，虽然不至于点亮其他灯具，但会造成声光控开关失控。与不带强切的可控硅类声光控开关一样，这种带强切的可控硅声光控开关，同样不能应用于节能灯、日光灯、带变压器的石英灯等惯性负载。

2、对继电器类带强切声光控开关来说：

强切线回路的设计要求比较宽泛，即可以象上面可控硅类强切开关那样设计成同电源触发式的强切控制，也可以使用正常火线与应急火线的切换方式；

继电器输出类型的带强切功能声光控开关,其工作火线L和强切线，不论哪个单独送电，都可以开启负载的灯具，这点与可控硅输出的声光控开关有很大不同；

使用切换电源的控制电路时，强切线完全可以和应急灯，出口指示灯并用一根线；

由于继电器触点的特性，既可以负载白炽灯，也可以负载日光灯，节能灯，带变压器石英灯等惯性负载，但是应注意负载量要核减。

声光控延时开关负载高光效的节能灯,日光灯是否更节电:

四、声光控延时开关应用中容易忽视的问题：

声光控开关最显著的节能特点---频繁开闭，恰恰是节能灯、日光灯这类灯丝预热冷光管的致命克星。

对大多数灯丝预热冷光源来说，极大影响其寿命的，不是连续点亮的时间，而是其开闭次数。如果稍加注意就可以发现，这种灯具往往是坏在开关的瞬间，而频繁开关等于雪上加霜。由于以往都是手动开关，所以，日光灯的寿命往往只标点亮寿命（小时），而这是在常规手动开关长时间开启的情况下的参数。其频繁开闭的大电流冲击，不仅对灯丝寿命影响极大，而且，对镇流器内部元件，特别是高压三极管的冲击极大（长时间点亮时，开启瞬间大电流造成的过负荷温升，会在点亮后趋于正常而降温，但是频繁开关，就会形成一次次过负荷冲击，造成温度持续上升而烧毁）。

从厂家实验情况看，一般的节能灯、日光灯用声光控开关的负载实验寿命，大都在15天之内（当然，不同日光灯也有差异，不同的开关延时时间也会形成差异，但是，大大缩短寿命的趋势不变），因此，使用声光控开关带节能灯、日光灯，从技术原理上完全讲得通，但实际应用缺有很大的难题，目前尚不能完全解决。

从现阶段技术上讲，开发出三线制能负载日光灯、节能灯等感性负载的声光控延时开关，并不是做不到的技术难题，关键在于无法解决致使光源寿命缩短的难题，综合来讲，声光控延时开关的整体社会经济效益未必如想象的那么高。