作者：杨清德
出版社：人民邮电出版社
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轻轻松松学电工—电路篇试读：
前言
电的应用不仅影响到国民经济的方方面面，也越来越广泛地渗透到人们生活的各个层面。电气化程度已成为衡量社会发展水平的一个重要标志。做一名合格的电工，学到一技之长，是许多人的迫切愿望。
电工技术是一门知识性、实践性和专业性都很强的实用技术，其中的符号、规范比较多，学习起来相对比较枯燥乏味。初学者学习电工技术时，往往会遇到先学什么，再学什么，怎么学，怎样才能轻轻松松快速入门，怎样才能学以致用等一系列问题。鉴于此，我们组织有关专家学者和技术人员进行了深入系统的考虑和研究，并根据广大初学者的特点和实际需要，结合《国家职业标准——维修电工》初级与中级部分的相关知识与技能要求，编写了这套“轻轻松松学电工”系列图书。本套丛书可作为广大电工技术初学者的自学读物，也可作为岗前培训以及各类电工短期培训班的教材，还可供职业院校相关专业的师生学习相关课程时参考阅读。
本套丛书试图从读者的兴趣和认知规律出发，一步一步地、手把手地引领初学者学习电工职业所必须掌握的基础知识和基本技能，学会使用基本的电气工具、仪表和设备，识读常用电工电路图，书中内容实用性和针对性较强。本套丛书第一批包括《轻轻松松学电工——基础篇》、《轻轻松松学电工——器件篇》、《轻轻松松学电工——技能篇》、《轻轻松松学电工——应用篇》，由于特色鲜明、内容实用，出版后深受读者欢迎。为了帮助读者比较全面地掌握电工知识和技术，我们又组织编写了《轻轻松松学电工——识图篇》、《轻轻松松学电工——禁忌篇》和《轻轻松松学电工——电路篇》。《轻轻松松学电工——基础篇》：重点介绍初级电工必须掌握的基础知识，包括直流电、电磁现象、正弦交流电、电工工具、电工识图以及安全用电等内容。《轻轻松松学电工——器件篇》：重点介绍常用电子元器件、高低压电器、电工材料以及仪表的种类、检测和使用方法等内容。《轻轻松松学电工——技能篇》：重点介绍电工基本操作技能，如焊接、导线连接、照明线路安装、电动机的拆卸与装配、电动机控制线路以及其他常用电气设备的安装方法等。《轻轻松松学电工——应用篇》：重点介绍照明线路、电动机、变压器、常用电动工具及其他电气设备的使用、维护、故障检修方法和电工应用小技巧。《轻轻松松学电工——识图篇》：重点介绍常用电气符号、电工识图基本方法，以及识读供配电系统图、建筑电气图、电力拖动系统电气图、PLC梯形图、变频器应用电路图和软启动器应用电路图等的方法和技巧。《轻轻松松学电工——禁忌篇》：重点介绍安全用电及安全生产、电工工具使用、常用高低压电器选用方面应禁止的操作，以及室内外线路安装、电动机安装与维护、PLC和变频器的使用与保养等方面的禁忌事项。《轻轻松松学电工——电路篇》：重点介绍比较常用的传统经典电工电路和近年来应用较多的新型电路，适当涉及部分比较复杂的电路的安装、调试与检修知识，如照明电路、低压供电电路、电动机控制电路、机电设备控制电路、电工测量电路和电子应用电路等。
本套丛书在编写时力图体现以下特点。
◆ 在内容安排上，立足于初学者的实际需要，旨在帮助读者快速提高职业技能，尽量做到少讲理论、多讲方法，不求高深、只求实用，任务驱动、目标明确，要点突出、上手容易，一看就懂、一学就会。读者通过学习本套丛书可构建自己的知识体系，掌握电工必备知识和操作技能，同时也可以从中了解电工新知识、新技术、新设备、新材料、新工艺和新方法，为今后工作和进一步学习打下基础。书中标有“*”号的内容是对初级电工必备知识的提高和扩展，读者可根据实际情况自行安排学习。
◆ 在标题设置上，每一个章节标题都搭配了一句读者耳熟能详的成语、短语或流行语，这既是对主标题的补充说明，又显得诙谐风趣，留给读者较大的思索空间，有助于读者与常见事物相联系，加深对知识的理解和记忆（联想记忆）。
◆ 在写作方式上，用典故、成语或歇后语点题，大量采用比喻、拟人、类比等修辞手法，以细腻通俗的文字向读者娓娓道来，以拉近编者与读者的距离，增加亲切感；中间穿插“知识链接”、“器件应用”、“技能提高”、“思路点拨”、“想一想”、“考一考”、“能力 PK”、“电工小百科”、“轻松一刻”等栏目，以增强趣味性和可读性；同时书中配以大量的图片和表格，形象直观，便于总结。
◆ 在版式设计上，克服了传统电工技术图书单调刻板的缺点，在图表的应用和版面的安排上进行了大胆尝试和创新，力求内容与形式相统一，带给读者新的阅读享受。
本书由维修电工高级技师杨清德主编，参加本书编写工作的还有杨卓荣、黎平、胡萍、余明飞、杨松、成世兵、康娅、杨国仕、兰晓军、邹奇林等。重庆电子工程职业学院彭克发教授审阅了本书并提出了许多宝贵意见，编者所在单位的领导对于本书的出版给予了很大的关心和支持，在此一并表示谢意。希望本套丛书的出版对广大初学者学习电工技术和走上就业岗位能够有所帮助。
由于编者水平有限，加之时间仓促，书中难免存在不足之处，敬请广大读者批评指正。关于对本书的任何意见和建议，请发电子邮件至yqd611@163.com。编者第1章常用照明电路——光明大道
随着人们生活水平的提高以及科学技术的发展，室内外照明的电光器材不断更新，需要所采用的电路与器材的使用相适应。照明电路的设计与选用应遵守《民用建筑电气设计规范》等有关规定。
通过本章学习，要求达到以下目标。
知识目标
① 掌握有关照明电路安装、维护的基础知识。
② 掌握基本照明电路的控制方法，尤其是开关必须控制灯具的相线（火线）。
③ 熟悉常用照明电路的主要组成部分及其作用。
④ 明确照明电路中的有关安全用电的基本要求。
能力目标
① 会分析一般场所照明电路的工作原理。
② 能绘制常用照明电路的原理图。
③ 能根据电路图查找照明电路故障。1.1 普通开关控制的照明电路——生活鸣奏火线零线并排走，零线直接进灯座。火线先入保险盒，再经开关进灯座。开关电灯应串联，接线方法不能错。异地控制一盏灯，双联开关莫选错。
220V照明电路一般都是单相二线制，即一火一零（相线俗称火线），主要用于照明灯的安装；也有的采用单相三线制，即一火一零一地，主要用于插座的安装。对于线路控制，进户后由分路配电箱将用电分成若干路。室内照明使用最普遍的是单开关控制，即一盏灯、一只开关；还有单开双控开关，主要用于楼道照明，即一盏灯两个地方控制。
比较完整的照明电路结构原理图如图1-1所示，从进户线开始，包含计量、切换、保护、控制和负载五大部分。图1-1 照明电路结构原理图1.1.1 基本照明电路——开关串联火线上，控制灯泡熄或亮
安装照明电路首先需要考虑开关插座的数量及安装位置，尤其是双控开关的位置。生活中的大多数照明电路都是用普通开关来控制照明灯的，如拉线开关、扳动开关、跷板开关、钮子开关和防水开关等。
常见的基本照明电路有一只开关控制一盏灯照明电路、一只开关控制两盏及两盏以上照明灯电路、两个开关异地控制一盏照明灯电路等多种形式。
1．一只开关控制一盏灯电路
一只开关控制一盏灯电路是照明电路中最基本的电路，家庭中的白炽灯、台灯、日光灯和节能灯等基本上都采用这个电路，如图1-2所示。
该电路的特点如下。图1-2 一只开关控制一盏灯电路
① 开关与相线串联，开关能控制照明灯的点亮和熄灭。
② 这是最基本、最常用的照明电路，安装简单，使用方便。
提示
相线进开关后再进入灯座，零线直接进灯座，这是照明电路的基本安装方法。安装时开关及灯座的安装位置及高度应符合安全规定，同时应方便使用，以下电路与此相同。
知识链接家庭照明电路
一只开关控制一盏灯电路在家庭照明中的应用如图1-3所示。图1-3 家庭照明电路示例
2．一只开关一盏灯一插座或多个插座电路
在日常生活和生产中，一只开关一盏灯一插座或多个插座的电路是很常见的，如图 1-4所示。除了为安全起见而安装一些带开关的插座外，一般情况下无论电路中其他用电器的工作情况如何，插座将始终处于带电状态。图1-4 一只开关一盏灯一插座电路
该电路的特点如下。
① 开关能控制电灯的点亮和熄灭。
② 插座始终处于带电状态，与灯的点亮和熄灭以及其他用电器是否用电无关。
③ 插座可以安装在照明线路的前面，也可以安装在照明线路的后面。
提示
在通常情况下，可采用插座线与开关线共用一个接线柱的方法，如图1-5所示。采用这种“借桩头”的安装方法时最好不要将电线剪断，否则容易留下接触不良的故障隐患。
3．一只开关控制两盏或两盏以上照明灯电路
在一些公共场合用一只开关同时控制两盏灯或两盏以上照明灯比较常见，电路原理如图1-6所示。图1-5 开关线与插座线共用一个接线柱图1-6 一只开关控制两盏或两盏以上照明灯电路
该电路的特点如下。
① 电路中使用的电器较少，控制方法简单可行。
② 开关能控制所有照明灯的点亮和熄灭。
提示
所选用开关的额定电流必须大于所控制灯泡额定电流的总和，否则开关容易损坏。
4．两个或多个开关异地控制一盏照明灯电路图1-7 两个或多个开关异地控制一盏照明灯电路
两个或多个开关异地控制一盏照明灯电路适用于楼上、楼下或在室内的不同地方控制同一盏灯，例如楼梯灯、客厅灯、过道灯，如图1-7所示。不管灯的状态是点亮或熄灭，都可以用任何一个开关控制灯泡的开与关，即变为相反的状态。例如，在楼上或楼下把灯打开或关闭，到楼下或楼上时可以把灯关闭或打开。图1-7 两个或多个开关异地控制一盏照明灯电路（续）
在图1-7（a）中，当K1置于位置“1”，K2置于位置“3”时，电路接通，电灯点亮。此时，再扳动任何一个开关都会使电路断开，电灯熄灭。
在图1-7（b）中，在开关K1和K2之间接入了双刀双掷开关K3，就可以实现三地控制同一盏灯。K1、K2、K3 处于图①位置时，电路是断开的，此时无论扳动哪一个开关都可以使电路接通，电灯点亮。K1、K2、K3 处于图②位置时，电路是接通的，此时无论扳动哪一个开关都可以使电路断开，电灯熄灭。
在图1-7（c）中，根据实际需要可在开关K1和K2之间接入多个双刀双掷开关，达到多地控制同一盏灯的目的。
该电路具有以下特点。
① 使用方便，但线路较复杂。
② 普通开关是无法实现这一电路功能的，只能用单刀双掷开关（亦称双联开关）才能实现在楼上、楼下都可以控制一盏灯。
③ 每个控制开关之间有两条线连接，任意一个开关坏了或一条线断了，照明灯就无法点亮。
单刀双掷开关有3个接线桩头，如图1-8所示。其中桩头a为连铜片（简称连片），它就像一个活动的桥梁一样，无论怎样按动开关，连片 a 总要跟桩头b、c中的一个保持接触，从而达到控制电路接通或断开的目的。图1-8 双联开关接线示意图
提示
安装时可先把零线连接好，再安装开关控制线。每两个开关之间应该敷设两根线。
知识链接多个开关控制一盏灯电路
用两个开关控制的电路容易连接，用3个以上开关进行控制的电路就很麻烦了。采用图1-9 所示电路可妥善解决这一问题，开关数量可以无限增加。该电路在旅馆、医院病房、走廊等场所尤其需要。图1-9 采用芯片控制的多个开关控制一盏灯电路
交流220V电压经降压、整流、滤波、稳压后，在C2上得到9V电压作IC的电源。IC是一块双主从D触发器CD4013，IC构成单稳电路，aIC构成双稳电路。单稳电路的D1端接电源正端，故按动SB1～SBnb中的任一个按钮时都有Q1=D1=1，Q1端的高电平经R3对C3充电，当IC的复位端R1达到复位转换电平时，便有Q1=0。Q1端的高电平同a时加到IC的CP2端，使Q2=1，双向晶闸管受触发导通，灯亮。再按b任一个按钮，Q1端又输出高电平（以后自动恢复为低电平），CP2端又受触发一次，Q2=0，晶闸管关断，灯灭。单稳电路的作用是避免开关触点抖动引起触发状态发生紊乱，使按钮的作用准确可靠。双向晶闸管的选型视负载大小而定。1.1.2 日光灯照明电路——镇流器串联相线间，跳泡并联灯丝端
日光灯又称荧光灯，具有发光效率高（约为白炽灯的 4 倍）、寿命长、光色柔和等优点，是日常生活中应用最普遍的一种照明灯具，尤其是在农村家庭及公共场所中得到了广泛应用。
1．电感镇流器式日光灯电路
常见的电感镇流器式日光灯电路如图1-10所示。其中，单线圈式单灯管电路的应用范围最为广泛。电感式日光灯电路的功率因数较低，通常在 0.5 左右，它会使用电设备的容量得不到充分利用，而且增加输电线路的损耗，一般可用并联适当电容器的方法来提高电路的功率因数，必要时可在电容器回路中再串联一只熔断器进行保护，这样效果会更好，如图1-10（d）所示。
当开关闭合后，电源把电压加在启辉器的两极间，使氖气放电而发出辉光，辉光的热量使U形金属动触片膨胀伸长，跟静触片接触而使电路接通，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流流过。电路接通后，启辉器的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分开，电路自动断开。在电路突然断开的瞬间，镇流器的线圈因电流迅速减小而产生很高的感应电动势，其方向与原来电压的方向相反。这个感应电动势和电源的电动势叠加在一起，形成一个瞬时的高电压加在灯管的两侧，使灯管中的气体开始放电，于是日光灯管成为电流的通路开始发光。图1-10 电感镇流器式日光灯电路
启辉器俗称跳泡，在电路中起开关作用，它由一个氖气放电管与一个电容并联而成。启辉器中电容器的作用是消除对电源的电磁干扰并与镇流器形成振荡回路，增大启动脉冲电压幅度；同时，吸收辉光放电而产生的谐波，以免影响电视机、收音机、音响、手机等设备的正常工作。放电管中的一个电极用双金属片制成，利用氖泡放电加热，使双金属片在开闭时引起电感镇流器电流突变并产生高压脉冲加到灯管两端。镇流器的作用是升压和稳压，即产生高压启辉灯管，在灯管启辉后起镇流作用。
提示
① 启辉器是该电路中最容易损坏的器件，应急使用时可用一个开关代替启辉器。电工实践证明，用一只二极管和一只电容器可组成一个电子启辉器，如图1-11所示。该启辉器启辉速度快，可延长日光灯管的预热时间，延长其使用寿命，在冬季用此启辉器可达到一次性快速启动。图1-11 日光灯电子快速启辉器电路
② 安装时，相线必须经过开关和镇流器。
知识链接日光灯防闪烁电路
由于日光灯是利用惰性气体放电发光，在50Hz交流电源的作用下，日光灯发出的光每秒会产生100次明暗变化，这种现象称为频闪效应。虽然人的眼睛不易察觉，但如果在日光灯下观察运动的物体（如车床上转动着的工件）时，就会有光抖动的感觉。所以，车间、球场等场所的照明一般不采用日光灯。长时间在闪烁的光源下看书、工作，还会引起眼睛疲劳。
为克服日光灯的闪烁现象，可采用双管日光灯或者双绕组镇流器日光灯电路。这种电路在户外大型广告灯箱中常常使用。
双管日光灯电路通过两根日光灯管交替亮暗，有效地克服了单管日光灯的闪烁现象。该电路如图1-12（a）所示。
双绕组镇流器有 2组线圈和 4个引出线头，如图1-12（b）所示。它的主要特点是能克服因电压偏低而造成的灯管启辉困难，同时它具有良好的电压特性。在电源电压有波动的情况下，双绕组镇流器工作电流的波动很小，可有效防止灯管的闪烁。双绕组镇流器还可以解决电源电压偏低、日光灯启辉困难甚至无法点亮的问题。图1-12 日光灯防闪烁电路
2．电子镇流器式日光灯电路
用电子电路取代普通日光灯的铁芯镇流器，不仅可以节省镇流器自身的耗电，还可彻底消除传统日光灯的频闪和铁芯震动引起的“嗡嗡”声，而且功率因数可达0.9以上，比普通日光灯提高80%，效率大为提高。电子镇流器式日光灯具有省电、明亮、易启动、无频闪、电源电压范围宽等突出优点，使其得到越来越广泛的应用。与电感式镇流器相比，日光灯电子镇流器最突出的优点是节能。很多产品中的电子镇流器分成两部分，分别放在灯架两头，连同灯架一体销售。这样安装更容易，只要插上灯管，接入市电，便可使用。
电子镇流器一般有6根引出线，其中2根为电源进线，其余4根分成2组，分别接灯管两端的灯丝，如图1-13所示。图1-13 电子镇流器式日光灯电路
下面介绍电子镇流器的内部电路。
图 1-14 所示为一种采用分立元件的日光灯电子镇流器电路，该电路由整流/滤波电路、高频振荡电路和输出负载电路3部分构成。图1-14 日光灯电子镇流器电路原理图和实物图（一）
交流220V电压经整流、滤波后输出约300V直流电压，为高频振荡电路提供电源。开机后，300V电压经R5对C3充电，从而使VT2迅速饱和导通。此时，由于T的反馈作用，VT1截止。VT2一旦导通，则C3两端的电压下降，流过L2的电流减小，L2两端产生一个上负下正的电压。据同名端原则，L1 得到上正下负的反馈电压，从而使 VT1 迅速饱和导通，同时T的正反馈作用又使VT2迅速截止，如此周而复始形成振荡方波（R6、VD6，R3、VD5起续流作用）。负载回路由L3、L4、C4构成。VT1、VT2产生的高频振荡方波由L3加给负载作为激励源。灯管点亮前，由 C4、L4 等形成很大的谐振电流并流过灯丝，使管内的氢气电离，进而使水银变为水银蒸气，C4两端的高电压又使水银蒸气形成弧光放电，激发管壁上的荧光粉发光。灯管点亮后，C4基本上不起作用，此时L4起阻流作用。
以VT1、VT2为核心的高频振荡电路是本电路中的关键部分，在使用中若电源电压过低，常常会使开关晶体管VT1、VT2击穿损坏。
提示
① 该电路的电源直接由220V市电经整流得到，电工在使用、安装及维修时应注意安全。
② 电子镇流器的额定负载功率必须大于或者等于灯管的功率。
电子镇流器的电路形式很多，其工作原理基本相同。下面再介绍几种比较常用的电子镇流器电路，供大家使用时参考。
图1-15所示为某品牌日光灯电子镇流器电路，该电路的整流、滤波电路和输出负载电路与图1-14所示的电路基本相同，但其高频振荡电路有自己的特殊之处。由R1、C2、VD5组成启动脉冲产生电路，VT1、VT2和L1组成振荡电路，同时完成功率放大并输出高频电压。L2和C4组成串联谐振电路。VD5为触发二极管。R4、C3组成过压保护电路，当VT2导通时，VT1截止，限制并吸收L2产生的过高的感应电动势，从而避免晶体管击穿损坏。图1-15 日光灯电子镇流器电路原理图（二）图1-16 日光灯电子镇流器电路原理图（三）
图1-16所示为另一种日光灯电子镇流器电路，该电路与前面两个电路最主要的不同之处在于：在整流电路前加入了由 C1、L1 组成的射频抑制电路，可消除高频振荡产生的谐波。L2、VD5、VT1、R1、R2组成有源功率因数校正电路，由有磁环的一个绕组T1-1向VT1提供脉冲信号，控制VT1的开、关。VT1和VD5轮流导通与截止，给C2充电，以保证交流输入电流跟随电压呈正弦规律变化，降低电流的畸变，提高线路的功率因数。由于VT2注入VT4的启动电流较大，在VT3、VT4的发射极加一钳位二极管，以缩短共同导通时间，确保功率管可靠工作。
在C6上并联了PTC热敏电阻，变“硬启动”为预热启动，灯丝的预热时间达0.4～2.0s，可有效地消除瞬间高压对冷态灯丝的冲击，可延长灯管寿命4倍以上。
图1-17所示为另外一种日光灯电子镇流器电路。该电路与前面几个电路最主要的不同之处在于：由电阻器R8、R4、R5以及电容器C5等组成启动电路；由晶体管VT1、VT2，二极管VD5、VD6，电阻器R1～R6以及变压器绕组L1～L3等组成高频振荡电路；由电抗器B1、电容器C1～C3以及日光灯管等组成谐振输出电路。电容器C3用来防止灯光闪烁。图1-17 日光灯电子镇流器电路原理图（四）1.1.3 电子节能灯电路——开关电路生脉冲，高频直流软启动
节能灯是指采用稀土三基色荧光粉为原料研制而成的节能灯具，它一般采用电子整流器来驱动。电子节能灯具有低电压启辉、无频闪、无噪声、高效节能、开灯瞬间即亮、使用寿命长（3 000h 以上，为普通白炽灯的3 倍多）等优点，很受消费者的欢迎，尤其是在电源电压波动频繁的地区。
电子节能灯有玻罩型和裸露型两种，玻罩型又有球形、球柱形及工艺型3个系列，前两个系列均有全透明、刻花、彩色刻花和乳白色4个品种，具有外形美观、安装时不易损坏灯管、耐碰撞等优点。裸露型则有H型、UH型、3U型、4U型、2D型及螺旋形等类型。按发光的颜色分，节能灯可分为红、绿、蓝、黄（色温为2 700K，属暖色光，类似于白炽灯的光色）、白（色温以6 400K 居多，属冷色光，类似于日光灯的光色）。色温为5 000K 的灯管因光色接近于自然光，对眼睛无刺激，更适合学生和从事精细工作者使用。
电子节能灯电路的基本原理是：220V市电经整流后变成300V左右的直流电，再由开关电路来回振荡和升压，转化为高频脉冲电压，即可直接点亮日光灯管。由于开关电路本身功耗低，输出功率大，功率因数可以做得很高，若配上高效灯管，节能效果更佳。
1．采用ZSC3038构成的电子节能灯电路
图1-18所示为由ZSC3038构成的电子节能灯电路，该电路具有很强的抗干扰能力，它既可以防止市电电源中的干扰窜入电路，也可防止节能灯电路产生的干扰信号窜入电网。该电路中设置有软启动（灯丝预热）电路，可延长灯管寿命，多用于护目灯和外销灯具中。图1-18 电子节能灯电路（一）
该节能灯电路主要由以 L1、VT1、VT2、VD6、T1 等为核心的元器件构成。其中，L1是一种电磁滤波器，VT1、VT2 的型号均为 ZSC3038，VD6 是一种双向触发二极管，T1 为高频振荡升压变压器。该电路主要由抗干扰电路和高频振荡电路两个部分组成。（1）抗干扰电路
在正常情况下，220V交流电压经电感L1、VD1～VD4、C1整流滤波后输出300V左右的直流电压。由于L1采用共模绕制方式（即两组线圈匝数相等，绕向相反），故能有效抑制中、高频信号干扰电网。（2）高频振荡电路
开关型高频振荡电路由R1、C2、VD5、VD6、VT1、VT2和T1组成。双向触发二极管VD6的击穿电压是16V，在每次接通电源时，电容C2充电。当C2上的电压超过击穿电压时， VD6导通，此时VT2也导通。由于变压器T1的正反馈作用，VT1与VT2轮流导通，使电路产生自激振荡，经L2、C6提供给日光灯丝预热电流。C7、C8上取得高电平，在2s内启辉点亮灯管。L2采用空心线圈，如配用不同功率的灯管，调试时应适当增减匝数。
提示
因电子节能灯振荡电路未设静态工作点，不启振时振荡电路的电流和电压测不到。
2．采用BU406构成的电子节能灯电路
图1-19所示为由晶体管BU406构成的电子节能灯电路，目前许多成品电子节能灯的电路都与此相同或相似。
该电路主要由功率推换管VT1、VT2（型号为BU406）以及振荡变压器T1、双向触发二极管VD6等组成。在电路中，电容C2起隔直流作用，二极管VD7和VD8起电压峰值阻尼作用，以防止灯管早期端头发黑。谐振电路的频率主要由电感L4和C6决定。图1-19 电子节能灯电路（二）
当电源接通后，VD1～VD4与C1组成的供电电路将市电整流、滤波后提供给后级电路。当C2的充电电压超过VD6的触发电压时，VD6导通，此时VT2也导通。由于变压器T1的正反馈作用，电路开始振荡，产生开关脉冲电压并送至T2和C6的串联谐振电路，形成近似正弦波的高频（30～60 kHz）振荡电压。日光灯从 C6 上取得高频电压而启辉，一旦启辉，电感L4即起限流作用。灯管点亮后，电流主要通过灯管，但C6支路仍有一定的分流而对灯丝有辅助和加热作用。
提示
维修时应注意，该电子镇流器组成的节能灯为一个系列产品，主要有13W、15W、20W、30W和40W共5种产品，它们所使用的电路连接方式均相同，但各元器件的参数有一些差异。
3．采用C2482构成的电子节能灯电路
图1-20所示的节能灯电路比较简单，比较适合于电子爱好者或中学生实训时动手制作。图1-20 电子节能灯电路（三）
该节能灯电路主要由桥式整流及滤波电路和以VT1、VT2为核心的电子开关电路等组成，由C2～C5、R4～R6以及隔直耦合变压器T组成的自激振荡电路形成高频电压，该电压通过 T、L4、C6 组成的 LC 串联型谐振电路在 C6 两端产生一个高电压，使灯管启辉。
元器件选择：开关管VT1、VT2为C2482型硅NPN中功率晶体管，电路中的二极管均采用1N4002系列，电阻为1/8W碳膜电阻器，C1、C2、C5选用电解电容，C3、C4、C6选用涤纶片状电容。高频变压器T需自制，L1～L3同绕在一个φ10mm的磁环上，分别用有色胶线绕3 匝、3 匝和6 匝，作磁环电感用。L4 为扼流圈，用φ0.21mm 漆包线在一个φ10mm×20mm的空心骨架上绕300～500匝，电感量为4～6mH，直流电阻约为9Ω。灯管选用2D16W三基色日光灯管。
提示
维修电子节能灯时，首先要排除假故障。关灯后节能灯有间隙性的闪光，这并不是灯的质量问题，主要原因是电工线路安装不规范，将开关设在零线上造成的。只要把进线端的零线与相线调换一下即可。维修电子节能灯时，为安全起见，应用1∶1隔离变压器隔离市电。
知识链接使用节能灯时的注意事项
① 节能灯不能在调光台灯、延时开关、感应开关的电路中使用。
② 应避免在高温、高湿的环境中使用节能灯。
③ 与其他照明灯具一样，电子节能灯不宜频繁开关。开关次数过多，将直接影响节能灯的使用寿命。
④ 更换节能灯时，应避免手握灯管，并注意断电后再更换。
轻松一刻
猜一猜
茅厕里挂闹钟，猜一成语。
满满一杯饮料，怎样才能喝到杯底的饮料？“只”字加一笔，变成什么字？
什么人整天忙得团团转？
参考答案：有始有终；用吸管；冲（先使“只”字立起来）；芭蕾舞演员。1.2 智能电子开关电路——智能又节电楼道路灯需控制，手动开关不方便。智能开关很多种，声光控制最常见。触摸开关更聪明，延时熄灯节约电。开关串联火线上，安装使用都方便。
传统照明电路工作都需要使用机械开关，靠人工控制，有时使用起来极为不便。电子信息技术发展的主要目标是实现高度智能化，在减少乃至不需要人为干预的条件下使机器能独立处理各种工作。曾经不被人们所重用的声音、光等，如今在电子信息技术方面都得到了广泛的应用，尤其是光能更是有待人们开发的巨大的能源宝库。智能化照明电路也是如此，如我们所熟知的楼道照明电路的智能化实现方法是综合利用了声学－光学－电子学原理，而马路上的路灯则是应用了光学的原理。1.2.1 声控照明电路——声音控制触发器，灯亮灯熄很默契
声控照明电路主要利用了声学和电子学的原理，即用声音传感器将声音信号转换成电信号，从而推动触发器触发使电路导通工作。智能化声控照明电路应具有以下功能。
① 能在声音的控制下实现电路的导通与截止。
② 能够接收的声音应是多方面的，如脚步声、物体打击声等。
③ 响应时间应越短越好。在选择电路元器件时，应选择灵敏度较高的声音传感器组成声控照明电路中控制电路的前端，同时还要为该传感器设置传感条件，如声音响度必须在20dB 以上才能响应等。中间部分采用触发器构成，利用触发器不触不发、一触即发的特点去推动照明电路工作。触发器也应选择灵敏度高、响应时间短的，如 D 触发器、JK 触发器等。
④ 声控、光控与延时电路相结合，可有效节省电能资源。
1．声控延时门灯电路
图1-21所示为以音乐集成电路作为声控元件同时兼有延时作用的声控延时门灯电路，将它安装在室内门框边，能在夜晚有人敲门或进出门时点亮门灯。
该电路属于声控、光控与延时功能相结合的电路，这一技术在目前短时间使用的照明灯电路中应用得比较广泛，如楼道灯、门厅灯。控制部分采用全分立元件制作，成本低，应用效果好。（1）稳压电路
220V交流电经C1、R1、VD1、VD2、ZD1和C2组成的电容降压、稳压电路供给控制电路。R2、ZD2构成3V稳压电路，给音乐集成电路提供供电电压。图1-21 声控延时门灯电路（2）声音发出电路
本电路采用音乐集成电路 KD9300作为声源，每触发一次便自动演奏一首乐曲，其演奏速度由外接振荡电阻R3来决定。演奏时间的长短由R3的阻值决定，增大R3的阻值时，演奏时间会延长。（3）声音控制电路
当压电片 HTD 受到一定强度的声音振动时，能将音频信号转换成电信号。该信号加在KD9300的触发端，其③脚有+1V左右的直流电压输出，使VT1饱和导通。这样12V电压几乎全部加在了电位器RP两端。从RP的滑动端取出一定的电压送到由VT2等组成的开关电路中，VT2导通，继电器K吸合而点亮门灯。（4）白天亮灯控制电路
RG是光敏电阻，接在VT2的基极与发射极之间，用以控制开关管VT2。当白天有光照时，RG 的阻值很小，VT2 的基极与发射极间的电压较小，VT2 始终截止。白天或者室内光照较强时，不管是否有人敲门，KD9300是否有信号输出，继电器均不会得电，门灯不亮；到了夜晚光敏电阻 RG 的阻值增大，当 KD9300 受声控触发而输出直流电压时，VT1导通，经RP、R4、RG分压，VT2的基极和发射极间电压超过0.7V，VT2导通，K吸合。它的一组常开触点 K-1 点亮了门灯，另一组转换触点 K-2 断开了 RG，点亮了发光二极管VD3。这样一方面可使VT2的饱和程度更深，另一方面使开关电路不受门灯光照的影响。经数分钟延时，KD9300复位，其③脚无电压输出，VT1、VT2均截止，门灯熄灭，电路恢复初始状态。（5）手动控制电路
图中S是原门灯用的开关，保留该开关，以备不时之需。
提示
该电路中的继电器损坏后，可用有两组触点的继电器代换。
2．声控节能灯电路（一）
由两只晶闸管构成的声控节能灯电路如图 1-22 所示。该电路主要以单向晶闸管 VS1 和VS2、受话器MIC、照明灯EL为核心构成。图1-22 由两只晶闸管构成的声控节能灯电路
该电路由声音控制电路和手动控制电路两大部分组成。任一支路形成通路时，均会使灯泡EL点亮。（1）手动控制电路
SA1为手动控制开关，当将SA1置于闭合位置时，灯泡EL点亮，同时也使声音控制电路进入工作状态，整流电路VD1～VD4通电，VS2被触发导通。当将SA1置于断开位置时， VD1～VD4 形成的交流通路可使灯泡EL仍保持点亮状态。这时，随着C3 充电的完成，晶闸管VS2的控制极电流逐渐减小，经过一段时间以后，晶闸管截止，灯泡会自动熄灭。（2）声控控制电路
VD1～VD4组成桥式整流电路，R2和R6组成分压电路。从分压电路中取出31V左右的电压并通过VD5加到晶闸管VS1的阳极，同时R2输出的电压还经R1为受话器供电。当灯泡熄灭以后，电容C3已经充好电，该电压约为44V。
当有拍手声或讲话声时，声波被受话器MIC接收后，在受话器MIC的输出端便出现了一系列脉冲，第一个正脉冲便可使VS1导通。C3通过R3和导通的晶闸管VS1进行放电，放电电流使晶闸管VS1仍保持着导通状态，持续时间约为10s。
经过电阻R6、VD5和晶闸管VS1的是正弦脉动直流电流，可以将VS2触发导通，灯泡EL仍保持点亮。VD6因电容C3上的电压极性与它反向而截止，所以，此时电容C3不能充电。当电容 C3 的放电电流减小到不能维持晶闸管 VS1 导通时，VS1 截止。此后，电容 C3重新开始经电阻R6、VD6和VS2的控制极充电，晶闸管VS2仍保持导通状态，直至充电电流减小到不能触发晶闸管VS2时为止。
提示
电容C2为耦合电容。当受话器回路出现开路故障时，稳压管VD7用于限制落到电容 C1 上的过电压。受话器可采用任意型号的电容式受话器。
调整电位器RP的阻值，可以改变声音控制电路的接收灵敏度，当将其阻值调整到47kΩ时，在距受话器的1m左右范围内拍手时灯泡即可点亮；但其阻值低于10kΩ时灵敏度下降，且触发会受到影响。
3．声控节能灯电路（二）
图1-23所示为由集成电路LM386构成的声控节能灯电路。图1-23 由LM386 构成的声控节能灯电路
该电路中使用了两个集成电路。音频功率放大器IC1（LM386）用于放大压电陶瓷片HTD拾取的声波信号；IC2和IC3各为双D触发器CD4013中的一个D触发器，IC2组成单稳态电路，IC3组成分频器电路。
220V交流电经变压器T降压、VD1～VD4桥式整流、电容C1滤波后得到+7V电压，为控制电路提供工作电源。压电陶瓷片 HTD 拾取的击掌声等声波信号加至 IC1 的③脚，放大后的信号从IC1的⑤脚输出，经C3耦合加到IC2的⑥脚。
IC2组成的单稳态电路对从⑥脚输入的声音信号进行整形，单稳态时间由R1和C4的参数确定。每击掌一次，IC2的①脚只有一个稳定的高电平脉冲输出，该信号直接加到IC3的脚。
IC3 组成的分频器电路可进行双稳态输出。当其脚输入第一个脉冲信号时，脚输出高电平，使晶体管VT1饱和导通，继电器KAJ的线圈得电，其动合触点KAJ1闭合，使灯泡ELl点亮。
当IC3的脚输入第二个脉冲信号时，其脚输出变为低电平。该信号经R2加到VT1的基极，使VT1截止，继电器KAJ的线圈失电，其动合触点KAJ1断开，灯泡EL1熄灭。
当IC3的脚输入第三个脉冲信号时，其脚再次输出高电平，灯泡EL1再次点亮。
上述过程如此循环。也就是说，每击一次掌，有一次冲击声波时，灯泡EL1就点亮或熄灭一次，从而达到了用声音控制照明灯的目的。
提示
在电压陶瓷片HTD上加助声腔后效果会更好。晶体管VT1可选用9013，二极管可选用 1N4007。该电路对阻容元件及工作电压无严格要求，只要安装正确，无须调试即可投入使用，声控距离可达5～6m。1.2.2 光控照明电路——光敏电阻是关键，电路通时光线暗
随着半导体光敏器件的快速发展，在设计光控电路时面临的问题已由怎样使光信号转化为电信号变为怎样在电路中加大电信号的强度。这一问题如今得到了较好的解决。由于光敏器件的应用，在有光照的情况下其电参数发生变化，从而使其对电流的阻碍作用减小或增大，进而使电路导通或截止，光控转化为电控的功能便容易实现了。
利用光敏器件阻抗随光照强度的变化而变化的特点去控制电信号的强弱，再由传感器将变化的电信号传递给触发器，只要电信号强度达到一定程度，将触发触发器，使其导通工作。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]