三极管组成的触摸开关电路

三极管组成的触摸开关电路触摸开关是利用人手触碰开关面板上的金属片来完成开关动作，其工作原理大体可分为三种：利用人体导电的体电阻、利用人体感应的杂波信号、利用人体对地的泄漏电流等去触发电路工作。图1是利用人体导电的体电阻来触发电路工作的触摸音响开关。VT1、VT2构成电子开关，VT3与变压器T的初级绕组构成典型的电感三点式音频振荡器。M是一组触摸电极片，当人手未触碰M时，电阻R1上端被悬空，VT1处于截止状态，VT2导通，VT3基极被VT2对地短接，所以振荡器停振不工作。当人手触碰电极片M时，由于人体电阻的接入使M上下两金属片接通（因间隙很小，人体电阻为几十至几百千欧），VT1获得基流导通，VT2截止，其集电极输出高电平，即触摸开关开通，VT3构成的振荡器起振，扬声器B就发出响亮的“嘟”音频叫声。人手离开电极片M，VT1立即由导通态转为截止态，电路回复到起始状态，即触摸开关关闭，B发声停止。本电路只有在人手按住电极片M时，电路才工作。故它适宜于儿童游艺玩具，如蒙着眼睛摸画像人的鼻子等游戏，可将电极片粘贴在画像人的鼻子上，当摸中了电路就会发声。本电路所有元器件无特殊要求，T可用小型晶体管收音机里的输出变压器，M可用罐头马口铁皮剪成圆片状，直径视游戏难度而定，直径愈大就愈容易摸到，然后沿圆片直径剪开成两片，将其粘贴在塑料等绝缘板上，两片电极相距愈近愈好，但不能相碰，绝缘板事先应开孔以便从电极片背后引出导线至电路板。图2利用人体感应的杂波信号来触发电路工作的延迟型触摸开关。VT1VT3组成达林顿管用来放大人体感应的杂波信号，VT4、VT5组成简单的互补型低频振荡器。延迟电路主要由R1、R2与C1阻容元件构成。平时，因VT1基极悬空，达林顿管VT1VT3均处于截止态，VT4因得不到所需的基极偏流，故振荡器停振，B无声。当人手触碰电极片M时，人体感应的杂波信号（主要是50Hz工频交流信号及无线电磁波信号等）由M送至VT1的基极，信号的正半周作为VT1的基极偏流，使VT1进入放大态，虽然人体感应的杂波信号相当微弱，但达林顿管有着极高的放大倍数，它为3个管子值的乘积。所以能使VT3迅速进入导通态，其发射极输出高电平，一路经R2为振荡器VT4提供工作所需的基极偏流，使振荡器起振，B就发出报警声响；另一路则向电容C1充电，因充电时间常数很小，使C1很快就充至电源电压。人手离开M后，VT1VT3立即恢复截止态，但C1储存电荷可通过R2继续向VT4发射结放电，使振荡器仍能维持工作，当C1电荷基本放完，扬声器B才停止发声，电路回复到原先的静止状态。电路延迟时间可通过调整C1或R1的数值来实现，一般不宜调动R2阻值，因R2的阻值大小不仅可改变延迟时间的长短，而且还会影响振荡器的发声频率。本电路由于设置了延迟功能，所以可用作触摸报警器，M为需保护的金属物品如门锁等，一旦有人触碰，电路将自动报警。C1在放电过程中其两端电压会不断下降，因而能使报警声响发生变调，更符合报警声响的需要。图3也是一个利用人体感应的杂波信号工作的触摸报警开关，该电路设计比较独特，它具有自锁功能，一旦人手触碰M后，扬声器B就会持续不断地发出报警声响，直至有关人员切断电源为止。电路也十分简单，但触发灵敏度极高。VT1、VT2构成触摸式模拟晶闸管电路，VT3、VT4为互补型低频振荡器。平时，模拟晶闸管关断，VT3、VT4停振，B无声。当人手触碰电极片M时，人体感应的杂波信号经R1注入VT2的基极，经放大后由集电极输出，反馈到VT1的基极，再经VT1放大，放大后信号由集电极输出又输入到VT2的基极，再进行放大，周而复始，如此强烈正反馈使VT1、VT2迅速导通饱和，一旦进入导通态，电极片M就失去了控制作用，就好像单向晶闸管一旦导通，其门极就失去了控制作用，除非切断阳极电源。本电路也如此，只要人手一碰M，VT1、VT2就迅速导通，VT3、VT4起振报警，如要电路停止工作，只有切断电路工作电源。本电路具有很高的触发灵敏度，可用作触摸报警器，实际使用时可在VT2的基极与发射极间并接一按键开关，作为解警开关，按下此开关因短接VT2的发射结，模拟晶闸管VT1、VT2可立即关断。VT1、VT2要求漏电流尽可能小些，否则电路关不死。此电路刚接通电源时，因冲击电流的影响会发声不止，此时只要按一下解警按钮，即可解除警报。图4是一个利用人体泄漏电流组成的触摸报警开关，VD1、VD2、C4等组成电容降压半波整流稳压电路，输出约6V直流电压。VT2、VT3组成互补型低频振荡器，VT1为泄漏电流放大器。R1为安全隔离电阻。220V交流电的相线与零线必须按图所示连接，否则电路不能正常工作。当人手触摸M时，220V交流电经人体、M、R1、R2与大地构成回路，故人体泄漏电流经R1注入VT1的基极，使VT1迅速导通，互补振荡器工作，B发声报警。人手离开M后，VT1恢复截止，但C1储存电荷可继续维持振荡器工作，随着C1放电，报警声响还会产生变调效果。采用人体泄漏电流组成的触摸开关必须要确保使用者的绝对安全，本电路R1为高阻值电阻器，流过人体的电流小于用试电笔测电的漏电流，所以是十分安全可靠的，为了进一步提高安全性，R1可用两只2.7M高阻值电阻串联代替。C4要求采用耐压400V以上的聚丙烯电容器。图5也是一个采用人体泄漏电流组成的触摸开关，其特点是它具有自锁功能，一旦触发电路将持续报警直至切断电源为止。图中HA为220V交流电铃，VD1VD4构成桥式整流，输出直流电压经R1、R2分压，C1滤波为三极管VT供电。平时晶闸管VS处于关断态，电铃HA不响。当人手触摸M时，人体泄漏电流经R3注入VT基极，使VT迅速导通，C1储存的电荷就通过VT向C2泄放，使C2充电，因而使VS门极获得正向触发电压而开通，所以