电路原理
触摸报警器的电路见图所示,主要由电源电路、触摸延迟电路、可控硅(可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个pn 结的四层结构的大功率半导体器件,一般由两晶闸管反向连接而成.它的功用不仅是整流,还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路,实现将直流电变成交流电的逆变,将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等.可控硅和其它半导体器件一样,其有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点.它的出现,使半导体技术从弱电领域进入了强电领域,成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件)开关电路及负阻振荡器等四大部分组成.
电源电路由vd1、vd2、c1、c2等组成,为触摸延迟电路提供约12v直流工作电压.触摸延迟电路主要由vt1等元件组成,平时vt1处于截止状态,可控硅vs因无触发电压而处于关断状态,后续电路无电不工作.
n为触摸电极片,当人手触碰时,人体泄漏电流经电阻r1、r2注入vt1的发射结,使vt1导通,c2上的12v直流电压经vt1、vd3向可控硅vs门极提供正向门极电流,使vs迅速开通,电容c4两端可获得300v左右的直流高压.vt2、r4、r5、rp及b组成的负阻振荡器立刻起振,压电陶瓷片b就发出响亮的报警声.调节可变电阻器rp可改变报警声响的音调.
人手离开电极片n后,三极管vt1迅速恢复截止态,但此时c3储存的电能可通过vd3继续为vs提供正向门极电流,故vs不会立即关断,电路依然报警.c3的电荷放完后,vs失去正向触发电流,当交流电过零时即关断.由于电路的发声器件是压电陶瓷片,电路功耗很小,c4储存的电荷仍能维持负阻振荡器工作一段时间,直至c4电荷放完,电路才停止报警.如果再次触碰电极片n,则电路又能立刻报警.由上面分析可知,电路存在两级延迟,所以不必使用大容量电容器就能获得较长的延迟时间,本电路每触碰一次n,报警时间约可维持3分钟左右.负阻振荡器由于工作在高压状态,输出波形峰峰值较高,所以报警音量比较大.
元器件选择与制作
vd1使用12v左右的稳压二极管,vt1可用普通9013型等硅npn三极管,vt2最好用3dk4型等硅开关三极管.vs要采用触发电流较小的单向可控硅,如2n6565、cr106型等.c1要求采用耐压400v以上的cbb型聚苯电容器,c4要求使用耐压450v的电解电容器.触摸电极片n与电路相连采用两只高值电阻器r1与r2,其目的是增加电路的安全可靠性.b采用∮35mm的压电陶瓷片,为增加其发声音量应配置合适的共鸣腔,如能采用高响度的压电陶瓷报警喇叭,效果更佳.
本电路安装时,220v交流电源的相、零线必须按图所示连接,如接错了,电路则不能正常工作.若可控硅vs开通后,负阻振荡器不能工作,只要适当调整电位器rp的阻值,电路即能起振,并将报警声响调至音量最大、音调最满意为止.
如要改变电路报警的延迟时间,可以更改电容c3、c4的容量,容量大延迟时间长.增减电阻r3的阻值对延迟时间也有较大的影响,r3阻值大延迟时间就长,但阻值不能取得过大,否则vs将一直处于开通态,电路就不能正常工作了.此外可控硅的触发灵敏度对延迟时间的长短也有影响.这些因素都可通过实验进行调整.
来源:阴雨
