触摸延时开关的工作原理及电路图

触摸延时开关的工作原理及电路图

一、工作原理

触摸式延时开关有一个金属感应片在外面，人一触摸就产生一个信号触发三极管导通，对一个电容充电，电容形成一个电压维持一个场效应管管导通灯泡发光。当把手拿开后，停止对电容充电，过一段时间电容放电完了，场效应管的栅极就成了低电势，进入截止状态，灯泡熄灭。

触摸式延时开关电路虚线右面是普通照明线路，左部是电子开关部分。VD1～VD4、VS 组成开关的主回路，IC组成开关控制回路。平时，VS处于关断状态，灯不亮。VD1～VD4输出220V脉动直流电经R5限流，VD5稳压，C2滤波输出约12V左右的直流电供IC使用。此时LED发光，指示开关位置，便于夜间寻找开关。

IC为双D触发器，只用其中一个D触发器将其接成单稳态电路，稳态时1脚输出低电平，VS关断。当人手触摸一下电极M时，人体泄漏电流经R1、R2分压，其正半周使单稳态电路翻转，1脚输出高电平，经R4加到VS的门极，使VS开通，电灯点亮。这时1脚输出高电平经R3向电容C1充电，使4脚电平逐渐升高直至暂态结束，电路翻回稳态，1脚突变为低电平，VS失去触发电压，交流电过零时即关断，电灯熄灭。

二、按钮触摸开关

按动按钮开灯后，电路能自动延时关灯，电路如图二所示。D1为开关所在的安装位置做指示，D2～D5组成桥式整流，将50Hz的的交流电整流为100Hz的脉动直流电压，按下K1，电流经过R3限流后通过D6为C1充电，同时V1的控制极得到触发电压，V1导通，灯泡点亮。松手后K1自动复位断开，C1开始放电，为V1的控制极继续提供触发电压，V1继续导通，灯泡继续亮，当C1两端电压低于0.7V时，V1控制极失去有效的触发电压，此时V1阳极的脉动电流到0点时，与阴极电压相等而关断，灯泡熄灭，这就是单向可控硅的“过0关断”。调整R2的阻值，使C1有效放电时间达到40～60秒钟最好。图三电路多了一只用三极管组成的反相器，利用C1充电时间做灯泡点亮的延时时间。平时，Q1由R2提供偏压而饱和导通，使V1控制极失去有效触发电压，灯泡熄灭。按下按钮接通K1后，Q1基极为0V，Q1截止，V1控制极得到触发电压而导通，灯泡点亮，接通K1的同时，也为C1提供了放电的闭合回路，C1放电很快完成。松手后，K1复位自动断开，C1在R2限流下开始缓慢充电，此时Q1基极电压小于0.7V而继续截止。当C1两端电压≥0.7V时，Q1开始导通，使V1失去触发电压而过0关断，灯泡熄灭。R2的阻值和C1的容量，决定延时的时间长短。

（一）元器件选择

IC应采用CMOS数字集成电路CD4013，它为双D触发器，本电路里只使用它的一半，另一个D触发器悬空。VS用2N6565、MCR100-8等小型塑封单向晶闸管，可控制100W以下任何照明电路。VD1～VD4为1N4004～1N4007型整流二极管。LED可用普通红色发光二极管，电阻均为RTX型1/8W碳膜电阻器。C1、C2用CD11-16V型电解电容器，C3为瓷片电容器。

（二）制作与使用

这里介绍一个简单实用的触摸延时开关电路，它具有简单、廉价、性能好等特点，很适合爱好者自行制作。电路原理：

延迟开关电路见图D1-D4，SCR组成开关的主回路，BG1，BG2等组成开关的控制回路。平时，BG1，BG2均处于截止状态，SCR阻断，电灯H不亮。此时220V交流电经D1--D4整流、R3和DW使LED发光，用作夜间指示开关位置。这时流过H的电流仅2mA 左右，不足使电灯H发光。需要开灯时，只有用手指摸一下电极片M，因人体泄露电流经R5，R6注入BG2的基极，BG2迅速导通。BG2集电极为低电平，BG1也随之导通，因此有触发电流经BG1注入SCR的控制极使SCR开通，电灯H就通电发光。在BG2导通瞬间，C1通过BG2的c-e极间被并联在DW的两端，因此被迅速充上约12V左右的电压。电灯点亮后，人手离开M，虽然BG2恢复截止状态但由于C1所存储的电荷通过R1向BG1发射结放电，使BG1依然保持导通状态，所以电灯继续发亮。当C1电荷基本放完后，BG1恢复截止态，SCR失去触发电流，当交流电过零时，SCR关断，电灯熄灭。

延时开关的印刷电路板图

开关延迟时间主要由电阻R1，R2和电容C1的数值决定，下面提供一组实验数据供大家参考。如要进一步增大延时时间，可加大C1容量。除上述主要因素外，BG1的放大倍数以及SCR 的触发灵敏度对延时时间也有影响。

触摸片采用马口铁制作，并焊接一只2MΩ1/8W电阻，再引线到电路。开关的延时时间主要由R3、C1数值决定，图示数据约1分钟左右。若增大或缩短延时时间，可以增大或减小R3及C1数值。

注意：本电路与市电直接相接，在调试过程中要十分注意，以免触电。有条件的朋友，可以先用隔离变压器把市电隔离，再进行调试。电阻R6的引线要短，一头直接焊在电极片M的背面，另一头焊上一跟软线，再接到印板上的R5。采用两个高阻值电阻的目的是为了确保使用者的绝对安全。

说明：印制电路板的制作方法很多，业余条件下可采用油漆描板、刀刻、不干胶粘贴、热转印制板等方法，下面以不干胶制板为例进行说明。

1、将敷铜板裁成电路图所需尺寸（47mm×32mm）并进行清洁处理。

2、将图5-1-2的印板图绘于不干胶纸上（可以进行复印或扫描后打印）。

3、将绘好图案的不干胶紧贴到敷铜板上，充分压实。

4、用刻刀刻透贴面层，形成所需电路，揭去非电路部分，清理掉留下的残胶。

5、用三氯化铁腐蚀电路板，腐蚀温度可在60℃左右进行，腐蚀速度较快，温度低，则腐蚀时间较长。

6、腐蚀好的电路板用清水冲洗干净，按图案上的钻孔位置打好孔，揭去电路板上的不干胶。

7、用细砂纸将电路板打磨光亮后涂上松香酒精溶液以备使用。

（三）适用范围

触摸延时开关广泛用于适用于楼梯间、卫生间、走廊、仓库、地下通道、车库等场所的自控照明，尤其适合常忘记关灯，关排气扇场所，避免长明灯浪费现象，节约用电。功能特点：

1、使用时只需触摸开关的金属片即导通工作，延长一段时间后开关自动关闭。

2、应用控制，开关自动检测对地绝缘电阻，控制更可靠无误动作。

3、无触点电子开关，延长负载使用寿命。

4、触摸金属片地极零线电压小于36V的人体安全电压，使用对人体无害。

5、独特的两制设计，直接代替开关使用，可带动各类负载（日光灯、节能灯、白炽灯、风扇等）