三款CD4011方案的声光控延时灯座电路简析

moontree · 发表于 2022-12-13 22:31:09

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本帖最后由 moontree 于 2022-12-14 13:09 编辑

家里老人使用着声光控延时灯座（不用那种3~5W声光控延时球泡，主要是为了带亮度高一些的灯泡），陆陆续续接触了新旧几款使用4011集成电路的声光控延时灯座，找了新旧三款4011方案的声光控延时灯座分析总结了一下，方便日后的故障处理和性能改进。第一款是2007年产品，这种旧款声光控延时灯座，不能很好的支持带电路灯具（节能灯、LED灯）。不改装，一般只能正常使用白炽灯。可以在灯具两端并一个CBB电容，形成一个通路，让声光控延时电路工作，支持带电路灯具。第二款和第三款，是2021年产品，这种新款的声光控延时灯座电路有所改动，多加了条供电电路，可以很好的支持带电路灯具（节能灯、LED灯）。新旧三款待机功耗实测均为0W。顺便整理一下，发帖供坛友参考。

一、旧款4011方案的声光控延时灯座
声光控延时电路和灯具是串接关系，旧款声光控延时灯座，不能很好的支持带电路灯具（节能灯、LED灯）。不改装，一般只能正常使用白炽灯。在灯具两端并一个CBB电容，形成一个通路，让声光控延时电路工作，支持带电路灯具。待机功耗实测0W。

旧款TC4011BP方案的声光控延时灯座，中心顶点是铜质的，外壁是铝质的；这种旧款声光控延时灯座相对还是比较耐用的。

TC4011BP
四路2输入与非门集成电路

MCR100-6
单向可控硅，400V/0.8A

注：解决这种旧款声光控延时灯座不支持带电路灯具方法很简单，在接入的带电路灯具两端并一个CBB电容（0.68—1.0uF，耐压值建议400V以上，安规电容也可以）就可以，这里并了一个0.82uF，耐压值400V的CBB电容。
带电路灯具：灯具内部带有电路，测试灯具输入两端为断路状态。

用飞利浦2.8W球泡灯测试一下待机功耗，通电瞬间功耗0.3W左右，很快降到0W，实测白天待机功耗0W。

飞利浦2.8W球泡灯

待机

点亮，延时25秒左右。

附：旧款4011方案的声光控延时灯座电路图及工作原理故障检修
电路一：

电路图，红色部分是添加的CBB电容，用来支持带电路灯具。
　　一、工作原理
　　声光控延时开关顾名思义，就是用声音来控制开关的“开启“，若干分钟后延时开关“自动关闭”。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。电路原理图见上图所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门VD1～VD4，使电路结构简单，工作可靠性高。
　　声音信号（脚步声、掌声等）由驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经C1耦合到VT的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门（VD1）的2脚，R4、R7是VT偏置电阻，C2是电源滤波电容。
　　为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻RG等元件组成光控电路，R5和RG组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，RG两端的电压高，即为高电平时间T=2πR8xC3，改变R8或C3的值，可改变延时时间，满足不同目的。VD3和VD4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当C3充电到一定电平时，信号经与非门VD3、VD4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；C3充满电后只向R8放电，当放电到一定电平时，经与非门VD3、VD4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。
　　二极管VD1～VD4将交流220v进行桥式整流，变成脉动直流电，又经R1降压，C2滤波后即为电路的直流电源，为BM、VT、IC等供电。
　　二、元器件的选择
　　IC选用CMOS数字集成电路CD4011，其里面含有四个独立的与非门电路。Vss是电源的负极，Vdd是电源的正极。可控硅T选用0.8A／400v的单向可控硅100-6型，如负载电流大可选用3A、6A、10A等规格的单向可控硅，单向可控硅的测量方法是：用R×1档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极（如印制板图所示），这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极K，这时表针有读数，黑表笔马上离开控制极K这时表针仍有读数，注意触控制极时正负表笔是始终连接，说明该可控硅是完好的。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，它的测量方法是：用R×100档将红表笔接外壳的S、黑表笔接D，这时用口对着驻极体吹气，若表针有摆动说明该驻极体完好，摆动越大灵敏度越高；光敏电阻选用的是625A型，有光照射时电阻为20K以下，无光时电阻值大于100M，说明该元件是完好的。二极管采用普通的整流二极管1N4001～1N4007。总之，元件的选择可灵活掌握，参数可在一定范围内选用。其它元件按原理图所示的标注即可。
　　三、安装制作
　　准备好全套元件后，用万用表粗略地（因出厂前已测量过）测量一下各元件的质量，做到心中有数。焊接时注意先焊接无极性的阻容元件，电阻采用卧装，电容采用直立装，紧贴电路板，焊接有极性的元件如电解电容、话筒、整流二极管、三极管、单向可控硅等元件时千万不要装反，注意极性的正确，否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。印刷电路图如图5所示。
　　四、调试
　　调试前，先将焊好的电路板对照印刷电路图认真核对一遍，不要有错焊、漏焊、短路、元件相碰等现象发生。通电后，人体不允许接触电路板的任一部分，防止触电，注意安全。如用万用表检测时，只用将万用表两表笔接触电路板相应处即可。
　　本电路调试时请先将光敏电阻的光挡住，将A、B分别接在电灯的开关位上，用手轻拍驻极体，这时灯应亮，若用光照射光敏电阻，再用手重拍驻极体，这时灯不亮，说明光敏电阻完好，这时即告本套件制作成功。若不成功请仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现象。
　　五、故障检测及检修
　　调试中可能会出现以下故障。应根据具体情况进行检修。
　　（1）晚上声音小时白炽灯EL不亮，当声音很大时灯才亮。这是声音信号输入电路灵敏度降低所致。其原因可能是话筒MIC灵敏度降低、电容C1容量减小、三极管T1、电阻R2、R3等元件参数改变等等。检修时，可适当减小电阻R1的阻值以提高MIC的灵敏度。增大电阻R2和减小电阻R3的阻值，以降低三极管T1的静态工作点。也可用一个等值电容与C1并联，观察效果是否改变等方法，提高声音输入电路的灵敏度。
　　（2）晚上白炽灯EL经常误触发而发光。这一般是声音信号输入电路灵敏度太高所致。检修时对该部分电路的元件与上述（1）进行相反调整。
　　（3）白天有声音时白炽灯EL便亮。这是光信号输入电路的故障。检修时，检查光敏电阻Rg是否接收光线不足，可采用清除光敏电阻RG处灰尘，检查光敏电阻RG的位置是否正确，光敏电阻RG是否开路，适当增大电阻R4的阻值，降低与非门1的1端输入电平等办法加以解决。
　　（4）晚上有声音时白炽灯EL也不亮。其原因是声音信号输入电路在有声音时不能输出高电平，光信号输入电路输出低电平，集成电路IC1损坏等造成的。检修时，在有声音信号时测量与非门1的2端是否为高电平，在无光时测量与非门1的1端是否为高电平。若不是高电平说明故障在相应的输入电路，若是高电平应检查集成电路IC1的逻辑关系是否正确。
　　（5）白天和晚上白炽灯EL均长亮。其原因一般是双向可控硅T2被击穿。检修时，断电后用万用表的电阻挡测量T2两个阳极之间的电阻，若在1KΩ以下，则说明双向可控硅T2已经被击穿，应更换。
　　（6）白炽灯EL点亮的延时时间不合适。若灯亮的延时时间缩短了，有可能是电容C3漏电或者是容量减小所致，可用一只相同的电容尝试。若嫌延时时间不够，可适当增大电阻R8的阻值，或者增大电容C3的容量。反之，减小电阻R8的阻值或者电容C3的容量即可。

电路二：

电路图，红色部分是添加的CBB电容，用来支持带电路灯具。
（一）工作原理
电路中的主要元器件是使用了数字集成电路TC4011BP，其内部含有4个独立的与非门VD1～VD4，使电路结构简单，工作可靠性高。顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启“，若干分钟后延时开关“自动关闭”。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。市电220V经VD1～VD4整流为脉动直流，加在单向可控硅VS两端，经R1降压，C1滤波，VD6稳压成7.5V直流电压为TC4011BP供电。光敏电阻RH，在白天光线较强时阻值小（约为1.2K），暗室电阻可达4M以上。所以在白天时，由于RH阻值很小，无沦有无声波，IC③脚都为高电平，IC11脚输出为低电平，单向可控硅截止，EL灯不亮。当光线较暗时，光敏电阻的阻值达100K以上，此时若有说话或脚步声，IC③脚输出低电平，IC④脚输出高电平，通过二极管给C3充电到6.8V以上，IC11脚输出为高电平，可控硅导通，灯点亮。当声波消失后，IC④脚高电平随着消失，IC⑧、⑨脚的高电位由C3上充的电压来维持。同时C3上的电压通过R6放电，当C3上的电压放到0.3V以下时，IC11脚翻转，可控硅关断，灯熄灭。通过改变R6、C3可调整亮灯延时时间。
（二）故障检修
1．灯常亮不灭。
首先测IC11脚看是再钉高电平，若无高电平，则是单向可控硅击穿，若有高电平，一般是R6开路所致。
2．白天有声音时，灯亮。
一般是光敏电阻RH开路所致，光敏电阻RH用的625A/5539。
3．灯不亮。
测VD6两端是否有7.5V电压，若无可能是EL灯丝断或R1开路；若VD6两端有电压，可能是RH短路，D5开路，R7开路、V1或IC损坏。常见是整流全桥有一只二极管击穿所致。IC损坏可用CD4011、HEF4011等直接代换。

此款声控灯座电路有些精简，针对实物做了一下标识。

附件：

TC4011.rar (147.62 KB, 下载次数: 1)

MCR100-6.rar (535.05 KB, 下载次数: 0)

相关链接：
拆修TC4011BP方案的声光控延时灯座附相关资料

moontree · 发表于 2022-12-13 22:31:56

本帖最后由 moontree 于 2022-12-14 15:49 编辑

二、新款4011方案的声光控延时灯座
新款的声光控延时灯座电路有所改动，多加了条供电电路，可以很好的支持带电路灯具（节能灯、LED灯）。待机功耗实测0W。
（一）CD4011BM+2P4M方案

新款CD4011BM+2P4M方案的声光控延时灯座，中心顶点是铜质的，外壁是铝质的；这款声光控延时灯座应该是2021年的。

CD4011BM
四路2输入与非门集成电路

2P4M
单向可控硅，TO-252-4R封装，600V/2A

L6
2SC1623NPN三极管，SOT-23封装，50V100mA

点亮后，延时32秒左右。

用飞利浦2.8W球泡灯测试一下待机功耗，通电瞬间功耗0.3W左右，很快降到0W，实测白天待机功耗0W。

待机

点亮

根据实物画的电路图，和旧款工作原理大致相同，不作详细介绍了。

附件：

CD4011B.rar (812.52 KB, 下载次数: 0)

2P4M.rar (1.06 MB, 下载次数: 0)

L6.rar (265.74 KB, 下载次数: 0)

moontree · 发表于 2022-12-13 22:32:27

本帖最后由 moontree 于 2022-12-13 22:41 编辑

（二）CD4011BP+MCR100-6方案

新款CD4011BP+MCR100-6方案的声光控延时灯座，中心顶点是铜质的，外壁是铝质的。

MCR100-6
单向可控硅，400V/0.8A

CD4011BP
四路2输入与非门集成电路

点亮后，延时35秒左右。待机功耗实测0W。

附件：

CD4011B.rar (812.52 KB, 下载次数: 0)

MCR100-6.rar (535.05 KB, 下载次数: 0)

山吹 · 发表于 2022-12-13 23:30:33

讲解详细，实用的文章！

wfzdm · 发表于 2022-12-13 23:37:55

太长了，收藏了明天看

panmouse · 发表于 2022-12-14 00:07:55

现在大部分被更加节能的充电感应小夜灯代替了

hyxhhh826 · 发表于 2022-12-14 00:38:09

这个非常厉害太详细了值得学习辛苦了

cogae · 发表于 2022-12-14 01:21:08

一看就有年代感了

grkuqq · 发表于 2022-12-14 03:11:52

前几年也买了个需要自己焊的延时灯电路，前预摆和到最后焊接，检查了3次都发现电阻数值有放错。幸好最后一次成功点亮和延时。

gong200810 · 发表于 2022-12-14 08:01:16

讲解真详细，零件作用分析的详细，学习了

oldeagle · 发表于 2022-12-14 08:08:40

不错的讲解

悠咏的小鱼 · 发表于 2022-12-14 08:11:29

原来电容还有这样的作用

gy9319 · 发表于 2022-12-14 08:21:36

非常详细, 值得学习. 辛苦了!

masadasmzj · 发表于 2022-12-14 08:30:43

古老的方案，设计巧妙，充分利用了cmos门高阻低功耗廉价的特点。
感谢楼主分享！

lengmo_25 · 发表于 2022-12-14 08:34:17

谢谢分享，楼主辛苦了

sadfun · 发表于 2022-12-14 08:35:31

谢谢分享~学习了

zsljm · 发表于 2022-12-14 08:52:55

收藏了明天看

liuhaob · 发表于 2022-12-14 08:59:37

楼主用心了

wlhcq · 发表于 2022-12-14 09:01:50

楼主总结的很全面！学习！

sunnyquan · 发表于 2022-12-14 09:06:13

现在少了都变成触摸式的了！

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[照明] 三款CD4011方案的声光控延时灯座电路简析

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