采用MAX666制作的新型节能声控灯

　　本文介绍的新型节能声控灯同市售的普通声控灯相比具有以下特点：(1)采用大直径高亮度白光LED照明，外形美观，体积小巧，亮度高，寿命长，功耗小(灯点亮时总功耗约4.5W)；(2)采用微功耗CMOS稳压集成电路MAX666设计制作，电路简单，工作稳定，调试方便，静态耗电小(灯不亮时，整个电路消耗的总交流电流仅280μA)；(3)用户通过改变拍手声等声波的大小即可方便地调整灯的点亮时间，在该灯受到普通环境噪声干扰时，其点亮时间一般不超过20秒；(4)该灯光敏电阻的安装位置不受限制，即使自身灯光直接照射在光敏电阻上，灯仍能正常点亮，不受任何影响。这种节能声控灯非常适用于对亮度要求不太高的楼道、走廊、卫生间等场所的照明。

工作原理

　　该节能声控灯的电路原理如下图所示。

　　IC(MAX666)为美国MAXIN公司生产的微功耗、低压差CMOS线性稳压集成电路，内部设置有1.30V±0.03V精密基准电压源及微功耗CMOS电压比较器，并具有关断控制功能；其输入电压范围为2V～16.5V，输出电压既可为5V固定输出又可为1.3V～16V可调式输出，最大输出电流为40mA。该IC正常工作时自身耗电实测仅5μA，下图为其外形及引脚功能，

各引脚名称及功能如下：(1)SENSE(1脚)：过流保护端，不需过流保护时该端与2脚直接相接；(2)VOUT，(2脚)：电压输出端；(3)LBI(3脚)：内部电压比较器的同相输入端(比较器反相输入端在内部与1.30V精密基准电压源相接)，此端输入电流在纳安级；(4)GND(4脚)：地；(5)SHDN(5脚)：关断控制端，该端电压大于1.4V时，IC内部可控稳压器关闭，VOUT端输出电压为0V，该端电压小于1V则IC恢复正常工作；(6)VSET(6脚)：输出电压设置端，将该端接地时输出为5V固定电压；(7)LBO(7脚)：内部电压比较器的输出端，采用OD(即漏极开路式)输出；(8)VIN(8脚)：电压输入端，其极限输入电压为18V。本电路中，光敏电阻RG、R7与IC内部的可控稳压器组成微功耗光控稳压电源，R6、C3与IC内的电压比较器组成延时电路。

　　图1中，VD2、VT3及R9、C4组成高效微功耗稳压电路。通电后，220V交流电经VD2半波整流，R9降压限流，C4滤波及VT3发射结(采取适当的限流措施后可工作于反向击穿状态而不会损坏)稳压后产生约8．0V的稳定直流电压为IC及驻极体话筒BM供电。VT3在这里作微功耗稳压管使用。同普通硅稳压二极管相比，这种用硅三极管发射结构成的稳压管即使在几微安的电流下工作，仍具有良好的稳压作用(普通硅稳压二极管在如此小的电流下工作，其稳压性能将变得很差，有的还会失去稳压作用)，经实测，卢值为140的2N5551型硅三极管发射结的稳压值在8V左右(同一厂家生产的同型号三极管，一般β值越高，稳压值也越高)，其工作电流(即流过发射结的反向电流)即使降至几微安，稳定电压仍基本不变。该节能声控灯由于采用此种高效微功耗稳压电路供电，使得其待机耗电仅280μA，大大低于市售的普通声控灯。

　　三极管VT1、VT2及R2～R5组成微功耗高增益互补管直耦放大器。其增益近似等于(R4+R5)／R4，稳定易调，静态工作电流在40μA左右。在白天，因光敏电阻RG阻值很小，IC的5脚电压大于1.4V，内部可控稳压器关闭，2脚输出电压为0V，VT1和VT2无电不工作。此时不论BM是否接收到声波，IC的3脚电压皆为0V，内部MOS管(其漏极与IC的7脚相接)一直饱和导通，IC的7脚电压接近0V，故晶闸管VS截止，高亮度白光发光二极管VD8～VD11不会点亮。晚上，RG阻值变得很大，IC的5脚电压降至1V以下，IC恢复正常工作，其2脚输出5V稳定电压供VT1和VT2使用。此时若BM周围寂静无声，则VT1基极无信号输入，VT2集电极电压仅数十毫伏，IC的3脚电压仍为0V，VD8～VD11仍不会点亮；若BM“听到”拍手声等声波，便会有电信号送至VT1、VT2进行放大(此时VTl2集电极电压可升至几伏，具体数值与声波强度有关)，放大后的信号经VDl向电容C3充电，使IC的3脚电压大于1.3V，内部MOS管截止，VS导通，220V交流电经C5降压，VD3～VD6整流及C6滤波后给VD8～VD11供电，使其点亮。VD8～VD11的点亮时间与R6、C3的数值及拍手声的大小有关。拍手声越大，则C3两端电压(即IC的3脚电压)越高，VD8～VD11的点亮时间就越长(当R6、C3采用图示数值时，最大点亮时间可达70秒)。拍手声消失后，C3将通过R6放电，当其两端电压降至1.3V以下时，IC内部MOS管导通，7脚电压又接近0V，VS截止，VD8～VD11熄灭。之后若BM再次接收到声波，VD8～VD11便又会重新点亮。由于该声控灯在受到不太强的环境噪声干扰时，C3两端电压不会高于1.3V太多，故VD8～VD11点亮时间较短(大多在20秒以下)。该声控灯电路中光敏电阻RG的安装位置不受限制是因为在RG受到自身灯光照射时，仅能使IC内部稳压器关闭，不会对C3两端电压产生影响。 电路中，硅稳压二极管VD7和电容G6为保护元件，可防止较脆弱的白光发光二极管VD8～VD11在点亮瞬间的浪涌电流冲击而损坏。在VD8～VD11正常点亮时，VD7处于截止状态，不消耗电能。

元器件的选择

　　IC选用微功耗、低压差的CMOS稳压集成电跷MAX666。三极管VT1用9013或9014，要求β值在130左右；VT2用9015，要求β值在330左右，ICEO0.1μA；VT3用2N555l，要求β在140左右。VS可选用BT169D或MCR100-6型小功率塑封单向晶闸管，要求其触发电流小于30μA。VD7用稳压值为16V的IN4745A型硅稳压二极管，VD8～VD11用φ10mm高亮度白光发光二极管。RG用硫化镉光敏电阻，要求其暗电阻大于4MΩ，其余电阻皆用1／4W金属膜电阻。C5宜用耐压值为630V的涤纶电容。BM宜选用工作电流小于130μA的驻极体话筒，以降低整机电路的静态耗电。其他元件无特殊要求，可按图示数值选用。下图为该节能声控灯的印制电路板图。

　调试、制作与安装

　　该声控灯只要按图示数值选用元器件，且焊接无误，一般不需调试。若嫌灵敏度不合适，可改变R5的阻值(其阻值越大，灵敏度越高)；调整R6或C3的数值，可改变灯的最大点亮时间。调整R7的阻值，可使灯在所需的光线下点亮。制作时，若出现BM未接收到声波，VT2集电极电压即达到1.3V以上，使灯一直点亮，可适当减小R3的阻值。另外，BM的两根引线亦不应过长，以免引入干扰，使灯一直点亮。

　　该声控灯的外形如上图所示。为方便制作，全部元件可装在一个白色墙壁开关的外壳内。外壳的合适位置应开几个孔，用来安装光敏电阻RG和白光发光二极管VD8～VD11(若该灯拟固定在墙壁上，在钻VD8～VD11的孔时，应略微向下倾斜一些，以便让VD8～VD11发出的光能照亮地面)。驻极体话筒BM的前方应开一些透音小孔。

　　该节能声控灯的安装十分简单，只需用万能胶将其粘贴在墙壁或天花板的合适位置并与220V交流电连接即可使用。

　　由于该声控灯直接与220V交流电相接，在调试与制作时应注意安全，以免触电。