一、光控開關(guān)電路簡介
光控開關(guān)電路是一種依據(jù)光線變化實(shí)現(xiàn)電路自動(dòng)開閉的裝置。其核心元件是光敏電阻，當(dāng)光照強(qiáng)度改變時(shí)，光敏電阻的阻值相應(yīng)變化，進(jìn)而控制電路的通斷。該電路廣泛適用于街道、宿舍走廊等公共場所的照明燈具控制，可實(shí)現(xiàn)日熄夜亮的功能，有效節(jié)約用電。
二、MOS 管光控電路設(shè)計(jì)
（一）所需組件
制作基于 MOSFET 的光控開關(guān)，主要需要以下元件：IRFZ44N MOSFET、光敏電阻（LDR）、4.5MΩ 電阻、12V LED 燈帶作為負(fù)載以及 9V 電池用于供電。
（二）電路連接方式
IRFZ44N MOSFET 的漏極端子與 LED 的負(fù)極端子相連。
4.5MΩ 電阻的負(fù)極端子接至 MOSFET 的源極端子，正極端子連接到 LED 的正極端子。
LDR 的正極端子連接到 MOSFET 的柵極端子，負(fù)極端子連接到 MOSFET 的源極端子。
電阻器的一端連接到電池的正極，柵極端則連接到電池的負(fù)極或 GND。
（三）工作原理
光照充足時(shí)（白天） ：光敏電阻 LDR 受到較強(qiáng)光照，其阻值降低。此時(shí)，MOSFET 的柵極電壓較低，MOSFET 處于截止?fàn)顟B(tài)，LED 電路斷開，LED 不發(fā)光。
光照較弱時(shí)（夜晚） ：光敏電阻 LDR 阻值增大，MOSFET 的柵極電壓升高，MOSFET 導(dǎo)通，LED 電路形成閉合回路，LED 發(fā)光。通過這種方式，光控開關(guān)自動(dòng)控制 LED 的亮滅，實(shí)現(xiàn)夜亮日熄的功能。
三、光控開關(guān)電路拓展應(yīng)用
以下是一個(gè)稍復(fù)雜的光控開關(guān)電路原理圖，其主要特點(diǎn)是白天有光照時(shí)燈泡不亮，夜晚黯淡無光時(shí)電路自動(dòng)通電，燈泡亮起。
（一）電路組成及工作原理
白天狀態(tài) ：在較強(qiáng)光照下，光導(dǎo)管 227A（一種光敏電阻）兩端阻值很小，約 20 - 50kΩ。晶體管 VT2 獲得基極電流而導(dǎo)通，VT1 從 R2 上得到正偏電壓也導(dǎo)通，繼電器線圈 KA 得電。繼電器的常閉觸點(diǎn) ②、③ 斷開，兩只晶閘管 V1 和 V2 沒有觸發(fā)信號而不導(dǎo)通，因而燈泡 EL 不亮。
夜晚狀態(tài) ：夜幕降臨時(shí)，隨著光照強(qiáng)度下降，光導(dǎo)管 227A 的阻值不斷增加，最終可達(dá) 1MΩ 左右。VT1 因基極電流太小而截止，VT1 也相應(yīng)截止，繼電器 KA 失電釋放，常閉觸點(diǎn) ②、③ 閉合，晶閘管 V1、V2 因其兩控制相連而處于雙向?qū)顟B(tài)，電源被接通，照明燈亮。
電容器作用 ：電容器 C3 用于防止夜間瞬時(shí)強(qiáng)光干擾引起照明燈熄滅。而當(dāng)光亮強(qiáng)度在臨界點(diǎn)附近緩慢變化時(shí)，易引起繼電器顫動(dòng)而使燈光閃動(dòng)，C2 可以過濾掉脈沖電流，避免照明燈閃亮。
四、光敏電阻特性對電路影響
光敏電阻是一種基于光電導(dǎo)效應(yīng)的可變電阻器。它通常由高阻半導(dǎo)體材料制成，當(dāng)入射光具有足夠高的頻率時(shí)，半導(dǎo)體吸收光子獲得足夠能量，使束縛電子移動(dòng)到導(dǎo)帶中，從而降低電阻。光敏電阻的光敏度會(huì)隨周圍溫度變化而波動(dòng)，且通常存在 10 毫秒或以下的延遲，即從光暴露到電阻下降之間存在延遲。在實(shí)際應(yīng)用中，這些特性需要被充分考慮，以確保光控開關(guān)電路的穩(wěn)定性和可靠性。
光控開關(guān)電路以其獨(dú)特的光線控制功能，在眾多自動(dòng)照明控制場景中發(fā)揮著重要作用。通過合理選擇元件、設(shè)計(jì)電路，可以滿足不同場景下的照明需求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。
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