广告灯(包括霓虹灯)一般都在傍晚开启,到深夜时,对广告灯来说,已无开启的必要,所以对广告灯实行自动控制,无论从节能、延长灯具使用寿命等方面来说,都是很有意义的。
本文介绍的广告灯自动开关,能根据外界照度自动开灯,经1~10小时后自动关灯。它由两部分组成,即开启和延时,见图1。

开启由环境光线制约。在白天,由于光线较强,光敏三极管BG\(_{1}\)(3DU62)集电极电流较大。这股电流流经电阻R1,在A点建立起低于YF\(_{1}\)、YF4的阈值电平的电位,因而YF\(_{1}\)=“1”(YF1输出“1”电平),YF\(_{4}\)=“1”,晶体管BG2截止,双向可控硅KS栅极无电流,可控硅关断,广告灯不亮。此时,YF\(_{2}\)=“0”,YF3=“1”,电容C\(_{2}\)、C3、C\(_{4}\)的端电压均为0V。
当光线渐暗至一定程度时,由于光敏三极管集电极电流的减小,A点电位将高于YF\(_{1}\),YF4的阈值电平,因而YF\(_{1}\)=“0”,YF4输入端也打开。因此时F端为“1”,因而YF\(_{4}\)=“0”,晶体管BG2导通,电流自V\(_{DD}\)经双向可控硅门极T2、栅极G、电阻R\(_{5}\)、晶体管BG2的be结,注入YF\(_{4}\)的输出端,双向可控硅导通,广告灯点亮。
广告灯点亮后,由于YF\(_{1}\)输出状态的变化(由“1”→“0”),电容C2由V\(_{DD}\)经R2、YF\(_{1}\)输出端形成充电回路,YF2输入端B点电位逐渐下降。在B点电位尚未下降至阈值电平时,YF\(_{2}\)、YF3输出状态都不会发生变化,所以F点总为“1”电平,维持YF\(_{4}\)输出“0”电平。
电容C\(_{2}\)的充电,终将导致YF2输出的变化。当YF\(_{2}\)输出由“0”→“l”。电容C3通过R\(_{3}\)充电,而C2的继续充电,也不再影响YF\(_{2}\)的输出电平。经过R3、C\(_{3}\)的延时,YF3输入端D点电位上升,以后,YF\(_{3}\)输出状态由“l”→“0”,同理,C4充电,F点电位下降,经R\(_{4}\)、C4延时,YF\(_{4}\)输出状态也翻转,双向可控硅KS关断,广告灯熄灭。只要天未亮,由于A点电位始终高于YF1的阈值电平,YF\(_{1}\)、YF2、YF\(_{3}\)输出状态总是不变,F点电位总使YF4输出“1”电平。
R\(_{1}\)0、C10的作用在于避免晚间闪电时,使广告灯频繁开关。
天亮后,A点电位下降,YF\(_{4}\)输入关断,不再受F点电位影响,而YF1输入电平的改变,也使YF\(_{2}\)、YF3的输出状态在经历了和上述相反的逆过程后、C\(_{2}\),C3、C\(_{4}\)各电容放电,回复到广告灯点亮前的初始状态。
这个电路充分利用了CMOS与非门的陡削的转换特性和极高的输入阻抗。各点的工作波形如图2所示。每一级的延时时间可达1小时以上。为什么不能一次获得3~4小时的延时呢?这主要是因为电解电容的漏电流使延时电阻阻值不能取得太大,否则,由于延时电阻和电容的漏电阻的分压作用,将使与非门的输入状态不能发生“质”的变化,而导致与非门的输出状态不能改变。在调整时,由于延时时间较长,宜逐级进行。若某一级状态不能翻转,一般总是电容漏电大的缘故,应把漏电大的电容换掉。

由于广告灯需在天色较暗时才开启,这里选用了3DU62作光敏元件。3DU62内部是达林顿结构,具有较高的暗电流分辨率。
R\(_{5}\)与所选用的可控硅容量和触发特性有关,如可控硅不能全开启,可减小其阻值,增加栅极电流。R6、C\(_{6}\)作双向可控硅的保护之用。(上海轻工机械技术研究所 姚汉樑)