2.7 手摸式无级调光开关
这里介绍一种采用专门集成电路制作的手摸式无级调光开关，它通过人手触摸电极片来实现对普通白炽灯的开、关及连续调光控制，方便而且有趣。
每当使用者长时间触摸电极片时，灯光会由暗渐亮、又由亮渐暗进行无级循环变化，手指离开电极片后灯光亮度即被固定下来；如短时间触摸电极片，则不仅可进行“开”“关”灯操作，而且预调的亮度可被电路记忆存储至下一次开灯。
2.7.1 工作原理
手摸式无级调光开关的电路如图2-17虚线右边所示，左边是为便于说明原理而绘出的被控电灯电路。
图2-17 手摸式无级调光开关电路图
电路核心器件A是一块新颖触摸调光集成电路NB7232，它是老产品LS7232的改进产品，但性能要好得多。NB7232采用先进CMOS工艺制造，DIP-8脚塑封，能在4.5～9V电压下工作，典型工作电压为5V（而老产品LS7232是采用PMOS工艺制成的，电源电压高达12～18V）；NB7232内含四个缓冲输入、相位检测锁相、亮度状态记忆、控制逻辑、相位角点控制、数字比较和输出驱动等电路。NB7232的引脚排列及内部电路方框图如图2-18所示，各引脚功能如下：第1脚（VDD）为电源正端；第2脚（DOZE）为延迟熄灯时钟脉冲信号输入端，每引入一个负脉冲，灯光变暗一些，灯光从最亮变到最暗共需83±3个脉冲；该脚功能本制作未开发利用，故接VDD端；第3脚（CAP）为内部锁相环路的外接电容器端；第4脚（SYN）为电源频率同步信号输入端，由内部锁相环路锁定后作为移相电路及亮度记忆电路产生输出触发脉冲的零相位基准；第5脚（SEN）为触摸控制输入端，低电平有效；第6脚（SLAVE）为按键控制输入端，内设特殊逻辑电路，高电平触发有效，在长线远距离控制时不易受干扰造成误动作；第7脚（VSS）为电源负端；第8脚（OUT）为双向晶闸管导通角控制输出端，它能输出83±3级不同的负脉冲调光控制信号和高电平关灯信号。
图2-18 NB7232调光控制专用集成电路
NB7232的直流电特性如表2-1所示，其主要参数指标：开关时间不超过332ms（约1/3s），调光时间大于332ms，调光周期7.64s，调光移相范围41°～159°，可控制50Hz及60Hz的交流电。
表2-1 NB7232的直流电特性
当用手触摸电极片M时，手触时间在332ms（约1/3s）以内，呈现开灯或关灯功能；当触摸时间大于332ms时，电路即进入亮度调节功能。调光采用移相方式，相角大小控制灯光的明亮程度，调光移相范围41°～159°，其中41°对应微亮，159°对应最亮。灯光由最亮逐渐变暗直到微亮，又逐渐向最亮变化，这样变化一周需7.64s。触摸停止，其亮度被稳定并记忆。只要不间断电源，下次再开灯仍起始于这一亮度，但灯光变化与上一个调光状态相反。触摸及对应相角移位波形如图2-19所示。
图2-19 触摸及相角移位对应波形图
稳压二极管VD1、整流二极管VD2、限流电阻器R1与滤波电容器C1等组成了电阻降压半波整流稳压电路，输出约5.1V直流电供触摸调光集成电路A用电。电阻器R2用于从市电中截取过零信号。电容器C2用于滤除尖脉冲干扰。R3为双向晶闸管VS控制极的限流电阻器。R4为触摸灵敏度调节电阻器，取值范围330～560kΩ。R4阻值越大，触摸灵敏度越高；R4阻值越小，触摸灵敏度也越小。R5、R6为人体保安电阻器，两者阻值之和高达6MΩ，并且有意设计不用一个电阻器来代替。这样，万一有一个电阻器受潮或碰触短路，也不会使人手在触摸电极片M时发生触电事故。
2.7.2 元器件选择
A除用NB7232型专用触摸调光集成电路外，还可用CS7232、SM7232、BA2103型等同类产品直接代换，所制调光开关性能指标相差无几。
VS用MAC97A6（额定通态电流IT≥1A，断态重复峰值电压UDRM≥600V）或BCR1AM-6（IT≥1A，UDRM≥400V）等小型塑封双向晶闸管，其外形如同普通塑料封装的小功率三极管，实物及引脚排列参见图2-4。
VD1用5.1V、0.5W普通硅稳压二极管，如1N4625、2CW53型等；VD2用1N4007型硅整流二极管；VD3用1N4148型硅开关二极管。
R1用四只120kΩ的RTX-1/4W型碳膜电阻器并联构成，以缩小体积，满足功率要求；其余电阻器均可采用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C1用CD11-10V型电解电容器；C2、C5用CC1型瓷介电容器；C3、C4用CT1型瓷介电容器。
2.7.3 制作与使用
图2-20是该调光开关的印制电路板接线图。印制电路板最好采用环氧基质单面铜箔板制作，实际尺寸约为48mm×30mm。焊接时电烙铁外壳一定要良好接地，以免交流感应电压击穿触摸调光集成电路A内部的CMOS电路。
图2-20 手摸式无级调光开关印制电路板接线图
调光开关壳体可参照图2-21，借用86系列或75系列壁式单二极插座面板改造而成。具体方法是：拆除插座背面的结构件，仅用其面板。用厚1mm的铜皮加工两个“L”形状接线脚，用2颗ϕ3mm螺钉将接线脚、印制电路板紧紧固定在面板背后，接线脚就是开关对外的a、b两个引线端。触摸电极片M用黄铜片或马口铁皮剪成ϕ25mm的圆形，用强力胶粘盖在插座面板原插孔位置上，背面通过人体保安电阻器R6连通电路板。
图2-21 手摸式无级调光开关装配图
整个调光开关对外只有a、b两个引线端，可像普通机械开关一样直接串在交流电源的相线回路中，这是符合电工接线规范的。如被控电灯标称功率超过100W，则需要相应加大双向晶闸管VS的额定工作电流容量。本电路只要接线正确，不用任何调试就能正常工作。
焊接好的电路板也可直接装入普通白炽台灯（或壁灯）的底座腔内，制成新型高档触摸调光台灯。这时的触摸电极片M不一定用专门的金属片，可巧妙地用台灯的金属外壳或灯罩金属架来代替，使用起来更方便应手。如果通电后触摸不起作用，只要调换一下台灯插头在220V交流电源插座内的位置即可解决问题。