[科普中国]-光电照明控制

光电照明控制(photoelectric lighting controlling)是指利用光信号的作用而实现的对光源启闭和明暗度的调节。利用不同的光敏元件的光电转换效应，把不同性质的光信号转换为电流，通过放大器、控制器来实现对光源的控制。常用的光敏元件有光电池、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等，放大器一般采用晶体管线路或集成运算放大器构成，控制器可采用继电器、接触琴或晶闸管等元器件。

简介光电照明控制(photoelectric lighting controlling)是指利用光信号的作用而实现的对光源启闭和明暗度的调节。其控制原理如图1所示，利用不同的光敏元件的光电转换效应，把不同性质的光信号转换为电流，通过放大器、控制器来实现对光源的控制。

常用的光敏元件有光电池、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等，放大器一般采用晶体管线路或集成运算放大器构成，控制器可采用继电器、接触琴或晶闸管等元器件1。

光电照明控制的分类光电照明控制主要分为自然光控开关、人为光控开关和红外光控开关。

自然光控开关多用于需要夜开昼关的照明自控场所，尤其适用于道路、广场、工地、庭院、畜牧场、鱼池诱虫、标志、指示、航标、障碍等照明。图2所示是一个简单的光控开关回路。其中Rv是一只光敏电阻，利用光敏电阻阻值随环境照度变化而大幅度变化的特性，控制晶闸管V的导通与截止，从而实现晚上自动开灯，白天自动关灯之目的。

在自然光控开关基础上，增加声控、微波、超声波、人身热辐射、定时等控制功能，可制作成理想的延时开关。这里自然光的作用是为了保证白天或环境达到一定照度时，使光源处于关闭状态。只有在夜间或环境照度低于人为要求时，靠声波、超声波、微波或人体热辐射等作用打开光源，经过一定时间，由于定时电路的控制，使光源自动关闭。图3所示，是一个具有光控、定时功能的照明控制回路。由于光电只极管V1的作用，使光源白天熄灭，夜间自动点亮，光源被点亮后，在IC1,IC2,R7,C3等构成的定时电路作用下，数小时后自动熄火。调整R7和C3可改变定时时间的长短。这种光控开关可用于不需通宵照明的场合。

自然光控开关与微电脑控制相结合，可实现复杂的时序照明控制。

自然光控开关与调光控制相结合，可达到光控调光的目的。典型电路如图4所示。当光敏电阻Rv周围的照度发生变化时，在三极管V1和单结晶体管V2的作用下改变单向晶闸管V的导通角，使光源亮度得到调整。采用多个光控调光开关可组合成理想的自动调光系统，用于高级办公室，工作间、教室、灯光运动场、航海、航空障碍照明等对光照度有恒定要求的场所。

人为光控开关靠人为发射的光信号来控制照明光源的点亮和熄灭，通常也称为光电遥控开关。它是在图2所示电路基础上增加电子放大电路和信号鉴别功能构成的口这种开关多用于机关厂矿的大门、库房、车库等的照明控制。典型电路如图5所示。它是以手电筒发射的光来控制光源的点亮和熄灭：把手电筒对准V1，短时间按一下即可点亮光源，照2s以上即可使光源熄火2。

红外光控开关利用人为制造的红外光或人体固有的红外辐射控制照明光源的点亮和熄灭。红外光是一种在可见光谱红色端以外，人眼看不见的光线，是介于可见光与无线电波波长之间的一种电磁波。自20世纪80年代以来，热释红外传感器件的诞生和发展，使红外控制在照明领域中得到了广泛应用。开关方式有遮挡式、遥控式、感应式三种。

展望光电照明控制技术的发展，已不再是仅仅利用光电转换效应来控制照明灯其，而是把光的直接利用、光控、光电能量转换综合引入了照明控制领域。一种被称为太阳吊灯的照明系统已成功地运行在赞彻斯特、英格兰、斯图加特等航空港候机厅。该系统由一个用计算机控制、能自动跟踪太阳方位的凹面镜和反射镜，把阳光聚集起来，送到厅内由许多小型反射镜阵列组合起来的吊灯上，使大厅从早到晚都沐浴在自然光照之中；在夜间或阴雨天、阳光不充足时，光电和计算机控制系统会自动开启电光源来保持厅内照明。电光源的电能可取自于供电电网，也可取自于太阳能转换系统。

随着光电元件和太阳能技术的不断发展和完善，以太阳能装置和光控、调光手段相结合的照明控制系统在办公室、写字间、庭院、园林、道路、照明等方面将得到广泛应用3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学