[科普中国]-分段开关

根据实物测绘出电气原理图如附图所示。该电路核心元件是一只十进制计数器(时序译码器)IC。HEF4017BP(其16脚为供电端，8脚为接地端，14脚为脉冲信号输入端，15脚为复位端)、两只12v继电器和两只NPN型三极管C945等，构成了两单元组合电子开关。电路电源通过两只稳压二极管VDljll]VD2(1N4741A)既作稳压管又当整流管。巧妙组成了全波整流电路。

工作原理分析1整流滤波部分

当闭合总开关zK时，市电的正半周电压经电容C1降压限流，稳压管VD|则当整流管整流，VD2起稳压作用，D2与VD2同向串联，提高了VD2的稳压值约0.7V.D2既提供了市电正半周回路。

又对市电负半周起了隔离作用;当市电负半周来临时。稳压管VD2则当整流管整流，VDl则起稳压作用。D1与VD1串联，使VDl的稳压值也提高了约0.7V。同样Dl也提供了市电负半周回路，井对正半周起隔离作用;这样VDI与VD2即形成了全波整流。在VDl与VD2的负端获得约12V直流电压，此电压经C2和c4滤波后，一路为电子开关的两只继电器供电，另一路经电阻R5限流为Ic⑩脚提供过零脉冲信号;同时此电压又经D8二次整流。C3滤波，为lCHEF401'IBP的电源端16脚提供工作电压。

电子开关部分工作原理当第一次闭合总开关ZK时，由电阻R5提供的脉冲信号。从lC的脉冲信号输入端14脚输入，经Ic时序译码器识别处理，从③脚输出高电平，使由三极管Q1与Q2和两只12v继电器DJl与DJ2等元件构成的组电子开关都动作，两只继电器的常开触点JKl和JK2都闭合，白色和$两组灯得电全点亮。获得光线柔和，色彩与色温都舒适的光感受。

当第二、三次分别闭合总开关ZK时，Ic(②、④脚分别输出高电平，使DJl和DJ2分别动作。相应的继电器常开触点JKl和JK2分别闭合。白灯和黄灯就分别各自点亮了。用户可按需要选择。

附图中D3至D6为隔离二极管，分别对Ic②、③、④脚的高电平起隔离作用。使之不会相互干扰电子开关的动作。

数码分段开关工作原理数码分段开关原理与检修：

一种广东产KD-211型数码分段开关适用于居家客厅装饰灯的转换和调整照明亮度与色彩，以获得舒适的光感受效果。其特点是只操作一只普通墙壁开关的通断，就能控制组合灯的三种不同的亮灭状态。

根据实物测绘出电气原理图如附图所示。该电路核心元件是一只十进制计数器(时序译码器)IC HEF4017BP(其16脚为供电端，⑧脚为接地端，14脚为脉冲信号输入端，15脚为复位端)、两只12V继电器和两只NPN型三极管C945等，构成了两单元组合电子开关。电路电源通过两只稳压二极管VD1和VD2(1N4741A)既作稳压管又当整流管，巧妙组成了全波整流电路。

一、工作原理分析

1．整流滤波部分

当闭合总开关ZK时，市电的正半周电压经电容C1降压限流，稳压管VD1则当整流管整流，VD2起稳压作用，D2与VD2同向串联，提高了VD2的稳压值约0．7V，D2既提供了市电正半周回路，又对市电负半周起了隔离作用；当市电负半周来临时，稳压管VD2则当整流管整流，VD1则起稳压作用，D1与VD1串联，使VD1的稳压值也提高了约0．7V，同样D1也提供了市电负半周回路，并对正半周起隔离作用；这样VD1与VD2即形成了全波整流，在VD1与VD2的负端获得约12V直流电压，此电压经C2和C4滤波后，一路为电子开关的两只继电器供电，另一路经电阻R5限流为IC 14脚提供过零脉冲信号；同时此电压又经D8二次整流，C3滤波，为IC HEF4017BP的电源端16脚提供工作电压。

2．电子开关部分工作原理

当第一次闭合总开关ZK时，由电阻R5提供的脉冲信号，从IC的脉冲信号输入端14脚输入，经IC时序译码器识别处理，从③脚输出高电平，使由三极管Q1与Q2和两只12V继电器DJ1与DJ2等元件构成的组电子开关都动作，两只继电器的常开触点JK1和JK2都闭合，白色和黄色两组灯得电全点亮，获得光线柔和，色彩与色温都舒适的光感受。

当第二、三次分别闭合总开关ZK时，IC②、④脚分别输出高电平，使DJ1和DJ2分别动作，相应的继电器常开触点JK1和JK2分别闭合，白灯和黄灯就分别各自点亮了。用户可按需要选择。

附图中D3至D6为隔离二极管，分别对Ic②、③、④脚的高电平起隔离作用，使之不会相互干扰电子开关的动作。

二、故障分析与检修

故障现象：反复接通总开关ZK，很难点亮装饰灯，有时偶尔能点亮也只有一组白色目光灯亮着。

分析检修：根据现象认为是ZK接触不良，或数码分段开关中有一组电子开关的继电器触点烧坏所致。断开电网输入的空气开关，检查墙壁上的控制开关ZK，通断都正常，说明故障在于数码分段开关。拆下数码分段开关，打开外壳没有异味，直观上也没有损坏的痕迹，遂临时接一一根电源线，加电测量检查。当依次通断市电时，ICHEF4017BP的③、②、④脚分别都有电压输出，测量Q1和Q2的发射结有约0．7V电压，说明Q1和Q2能相应工作在导通状态，正常。当IC②、④脚分别有电压输出时，能听到继电器内极轻微的颤抖声，测得两只继电器线圈两端电压却仅为6．5V左右，而当IC③脚有电压输出时，连颤抖音也没有了，继电器线圈两端电压则更低(约为3．6V左右)，这不正常。该电压值与继电器的标称值12V相差太远，根本无法工作。根据此检测情况，排除了继电器触点烧坏之嫌，明显说明供电部分有故障1。

经检测，整流滤波部分的VD1、VD2和D1、D2都正常，加电时测量滤波电容C2两端电压只有6．5V左右，怀疑C2、C4或C3可能有漏电，拆下这三只电容测量未见异常，于是怀疑降压限流电容C1(1uF)失效，焊脱C1测量，其容量只有0．23uF，确实已失效。经更换后通电，继电器发出清脆的吸合声，测得C2两端电压约为9．65V(市电为228v时)，经使用，器件工作恢复正常。

从C2两端实际电压(9．65V)分析，该机正常工作时，该电压不足以使稳压管(稳压值为11V)击穿起稳压作用，设计时实际上多留了余量，使其只在市电超压时才击穿稳压，从而起保护电路工作的稳定性。

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学