一種單線制單刀雙擲電子開關的製作方法
2023-06-29 02:56:11
專利名稱：一種單線制單刀雙擲電子開關的製作方法
技術領域：
本實用新型公開一種電子開關，特別是一種單線制單刀雙擲電子開關。
背景技術：
市場上出現的常開常閉單刀雙擲電子開關，都是使用雙向可控矽電子開關方案，雖然解決了機械開關的壽命及環境溼度環境的影響，但是採用雙向可控矽方案的弱點是顯現易見的，因為可控矽本身存在導通電阻，所以在負載大於200W時，在220V狀態下，可控矽本身的發熱功率達到2W多，在密封的86開關盒內，功能即至極限，不提倡再進一步加大功率，否則容易引起危險，所以，採用雙向可控矽的電子開關適用於小功率負載(一般不大於150W)。 發明內容針對上述提到的現有技術中的電子開關採用雙向可控矽作為開關元件，帶載能力有限的缺點，本實用新型提供一種新的單線制電子開關，其採用磁保持繼電器作為開關元件，配合其他驅動電路，可實現大功率帶載。本實用新型解決其技術問題採用的技術方案是一種單線制單刀雙擲電子開關，電子開關包括磁保持繼電器及驅動模塊、觸摸感應模塊和電源模塊，觸摸感應模塊接收觸摸信號，並控制磁保持繼電器及驅動模塊工作，磁保持繼電器及驅動模塊控制負載供電，電源模塊給磁保持繼電器及驅動模塊和觸摸感應模塊供電。本實用新型解決其技術問題採用的技術方案進一步還包括所述的電子開關中還包括電池模塊，電源模塊能夠給電池模塊充電，電池模塊能夠給繼電器及驅動模塊和觸摸感應模塊供電。所述的電子開關中還包括用於指示電源模塊的工作電源指示模塊，電源指示模塊連接在電源模塊輸出端。所述的磁保持繼電器及驅動模塊包括磁保持繼電器和驅動開關元件，觸摸感應模塊控制驅動開關元件通斷，驅動開關元件控制繼電器工作。所述的驅動開關元件的數量為磁保持繼電器的二倍，兩個驅動開關元件分別連接在一個繼電器的兩個控制端上。所述的磁保持繼電器及驅動模塊中包括有兩個磁保持繼電器。所述的電源模塊包括整流橋組、變壓器和穩壓晶片，整流橋組從繼電器及驅動模塊處取電，並輸出給變壓器，變壓器輸出給穩壓晶片，穩壓晶片輸出給繼電器及驅動模塊和觸摸感應模塊供電。所述的整流橋組包括三個整流橋，即BDl、BD2和BD3，三個整流橋並聯輸出給變壓器，整流橋BD1、整流橋BD2和整流橋BD3的正極輸出端通過串聯連接的限流電阻R1、電阻R2和電阻R3後與光耦OPO內的光敏三極體連接，串聯連接的限流電阻R1、電阻R2和電阻R3與光耦OPO內的光敏三極體的公共點與三極體Ql的基極連接，三極體Ql串聯在變壓器T的初級的另一個輸入端與地之間，電阻Rl與變壓器T的公共端上連接有濾波電容Cl，光耦OPO內的光敏三極體與變壓器T的次級副線圈之間串聯連接有電阻R4和電容C2，電阻R4和電容C2形成一個RC振蕩器，光耦OPO內的光敏三極體另一端通過電容C3接地，同時光耦OPO內的光敏三極體另一端通過二極體Dl連接在變壓器T的次級副線圈上，變壓器T的次級主線圈輸出通過整流二極體D2和二極體D4輸出給觸摸感應模塊和繼電器及驅動模塊供電。所述的變壓器T的次級主線圈輸出上連接有串聯連接的電阻R5、穩壓二極體ZDl和光稱OPO的發光二極體。所述的電源模塊中還包括有電壓檢測晶片，電壓檢測晶片檢測電池模組的電壓，並將檢測結果輸出給觸摸感應模塊。本實用新型的有益效果是本實用新型採用密封防爆磁保持繼電器取代可控矽作 為開關元件，帶載功率可以達到1000W，達到功率更大的開關場合使用的要求。本實用新型使用磁保持繼電器，利用磁保持繼電器脈衝工作，平時不耗電能，繼電器閉合後，迴路沒有供電，依靠電池供電。開關功率由磁保持繼電器觸點開關決定。本實用新型負載範圍更廣，節能燈、開關電源、交流電機、LED新光源以及普通日光燈等，克服可控矽開關的負載範圍小，負載能力弱的缺點。本實用新型使用開關電源，利用它的高效率，減輕自身功耗，可以帶動更小功率的負載，如LED燈等。本實用新型使用低功耗類LDO穩壓晶片，觸摸晶片，降低整體功耗，單路靜態總功耗小於IOmW (有指示燈下測得)。本實用新型在雙組應用時(即雙控，兩個開關控制一個負載)，可以控制小功率達到5W負載；單組應用時(即單個開關控制一個負載)，功率更是達到1W，而且不分負載類型，對於出現的節能燈(包含LED燈)都可以控制。下面將結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。
圖I為本實用新型電路方框圖。圖2為本實用新型電路原理圖。圖3為本實用新型單組應用電路方框圖。圖4為本實用新型雙組應用電路方框圖。
具體實施方式
本實施例為本實用新型優選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施例相同或近似的，均在本實用新型保護範圍之內。請參看附圖I和附圖2，本實用新型主要包括繼電器及驅動模塊、觸摸感應模塊和電源模塊，觸摸感應模塊接收觸摸信號，並控制繼電器及驅動模塊工作，繼電器及驅動模塊控制負載供電，電源模塊給繼電器及驅動模塊和觸摸感應模塊供電。本實施例中，還包括電池模塊，電源模塊能夠給電池模塊充電，電池模塊能夠給繼電器及驅動模塊和觸摸感應模塊供電。本實施例中，還包括電源指示模塊，電源指示模塊連接在電源模塊輸出端，用於指示電源模塊的工作。本實施例中，繼電器及驅動模塊包括兩個繼電器和四個驅動開關元件，本實施例中可以同時控制兩路負載，具體實施時，也可根據實際需要設置一路輸出，或多路輸出。本實施例中，兩個繼電器分別為繼電器Kl和繼電器K2，兩個繼電器各自控制一路負載，繼電器Kl和繼電器K2採用磁保持繼電器。本實施例中，四個驅動開關元件分別為三極體Q2、三極體Q3、三極體Q4和三極體Q5，觸摸感應模塊分別輸出控制信號給三極體Q2、三極體Q3、三極體Q4和三極體Q5，控制三極體Q2、三極體Q3、三極體Q4和三極體Q5的通斷，三極體Q2和三極體Q3分別連接繼電器Kl的控制端上，用於控制繼電器Kl的吸合和釋放，三極體Q4和三極體Q5分別連接在繼電器K2的控制端上，用於控制繼電器K2的吸合和釋放。具體實施時，也可以採用開關管替換三極體。本實施例中，電源模塊主要包括整流橋組和一個變壓器T，本實施例中，變壓器T採用型號為EFC-10的變壓器，變壓器T採用多繞組變壓器，其可以將多路輸出之間進行電隔離，使其不會相互影響。本實施例中的整流橋組包括三個整流橋，即BDl、BD2和BD3，三個整流橋並聯輸出給變壓器，具體實施時，也可以根據實際需要選擇。本實施例中，整流橋BDl的一個輸入端連接在第一路負載的火線上，整流橋BDl的另一個輸入端連接在繼電器 Kl的公共端上；整流橋BD2的一個輸入端連接在第二路負載的火線上，整流橋BD2的另一個輸入端連接在繼電器K2的公共端上；整流橋BD3的一個輸入端連接在繼電器Kl的常閉觸點上，整流橋BD3的另一個輸入端連接在繼電器K2的常閉觸點上。整流橋BD1、整流橋BD2和整流橋BD3的正極輸出端同時通過電阻Rl連接在變壓器T的一個輸入端上，同時，整流橋BDI、整流橋BD2和整流橋BD3的正極輸出端通過串聯連接的限流電阻Rl、電阻R2和電阻R3後與光耦OPO內的光敏三極體連接，串聯連接的限流電阻R1、電阻R2和電阻R3與光耦OPO內的光敏三極體的公共點與三極體Ql的基極連接，三極體Ql串聯在變壓器T的初級的另一個輸入端與地之間，同時，電阻Rl與變壓器T的公共端上連接有濾波電容Cl。光耦OPO內的光敏三極體與變壓器T的次級副線圈之間串聯連接有電阻R4和電容C2，電阻R4和電容C2形成一個RC振蕩器，從而形成高頻開關電源,利用開關電源將市電高效率的轉換為5V低壓直流電。光耦OPO內的光敏三極體另一端通過電容C3接地，同時光耦OPO內的光敏三極體另一端通過二極體Dl連接在變壓器T的次級副線圈上。變壓器T的次級主線圈輸出兩路，一路通過整流二極體D2和二極體D4輸出給觸摸感應模塊和繼電器及驅動模塊供電，同時，還通過整流二極體D2和二極體D6給電池BTl充電，電池BTl輸出給觸摸感應模塊和繼電器及驅動模塊供電，電池BTl與觸摸感應模塊之間連接有二極體BAT54C。本實施例中，變壓器T的次級主線圈輸出上連接有串聯連接的電阻R5、穩壓二極體ZDl和光耦OPO的發光二極體，利用穩壓二極體ZDl採樣輸出電壓，當輸出電壓超過穩壓二極體ZDl的穩壓值時，穩壓二極體ZDl導通，並通過光耦OPO反饋給開關管Q1，從而實現穩定輸出的目的。本實施例中，變壓器T的次級主線圈另一路輸出連接在電源指示模塊上，本實施例中，電源指示模塊為四個串聯連接的LED指示燈，同時，電源指示模塊輸入端連接在觸摸感應模塊的一個輸出接口上，可通過電源指示模塊指示本實用新型的電源工作情況。本實施例中，觸摸感應模塊的核心部件為觸摸及主控處理晶片U2、穩壓晶片U1，本實施例中，觸摸及主控處理晶片U2採用型號為ADPT008的晶片，其具有電容式觸摸開關識別及數據處理功能，本實施例中，觸摸及主控處理晶片U2的靈敏度控制端上連接有電容C8，電容C8為觸摸靈敏度調節電容，改變此電容的大小，可以改變靈敏度。電容C8的電容值小，靈敏度低，反之靈敏度高。本實施例中，觸摸及主控處理晶片U2上連接有兩個，在第一個觸摸點和觸摸及主控處理晶片U2之間串聯有電阻R13，在第二個觸摸點和觸摸及主控處理晶片U2之間串聯有電阻R14，電阻R13和電阻R14串聯在觸摸通路中，提高抗幹擾，同時可以降低靈敏度。穩壓晶片Ul採用型號為HI7130的穩壓晶片，將電源模塊輸出的電源穩壓在3. OV給觸摸及主控處理晶片U2供電。本實施例中，還設有電池檢測晶片U3，電池檢測晶片U3的輸入端連接在電池BTl的正極上，用於檢測電池BTl的電壓，電池檢測晶片U3的輸出端連接在觸摸及主控處理晶片U2的I/O扣上，在電池BTl的電壓低於3. 3V時，電池檢測晶片U3輸出脈衝信號給觸摸及主控處理晶片U2，觸摸及主控處理晶片U2執行脫扣指令，令磁保持繼電器復位，恢復開關電源工作，提供充電電流給電池BTl，恢復電池BTl電量。本實施例中，觸摸及主控處理晶片U2的四個I/O 口上分別輸出給三極體Q2、三極體Q3、三極體Q4和三極體Q5，控制三極體Q2、三極體Q3、三極體Q4和三極體Q5的通斷。請參看附圖3和附圖4，本實用新型在使用時，可作為單組開關應用，也可以作為雙組開關應用，當其作為單組開關應用時，請參看附圖3，將負載串聯在市電的火線上，並連接在本實用新型繼電器的公共端上，將市電的零線連接在本實用新型相應的繼電器的常開 觸點上即可；當本實用新型作為雙組開關應用時，請參看附圖4，其採用兩個繼電器對一個負載進行控制，兩個繼電器可為兩個開關的不同繼電器，也可以為一個開關中的兩個不同繼電器，本實施例中，將負載串聯在市電的火線上，並連接在第一個繼電器的公共端上，將第一個繼電器的常閉觸點連接在第二繼電器的常開觸點上，第一個繼電器的常開觸點連接在第二個繼電器的常閉觸點上，市電的零線連接在第二個繼電器的公共端上即可。本實用新型採用密封防爆繼電器取代可控矽作為開關元件，帶載功率可以達到1000W，達到功率更大的開關場合使用的要求。本實用新型使用磁保持繼電器，利用磁保持繼電器脈衝工作，平時不耗電能，繼電器閉合後，迴路沒有供電，依靠電池供電。開關功率由磁保持繼電器觸點開關決定。本實用新型負載範圍更廣，節能燈、開關電源、交流電機、LED新光源以及普通日光燈等，克服可控矽開關的負載範圍小，負載能力弱的缺點。本實用新型使用開關電源，利用它的高效率，減輕自身功耗，可以帶動更小功率的負載，如LED燈等。本實用新型使用低功耗類LDO穩壓晶片，觸摸晶片，降低整體功耗，單路靜態總功耗小於IOmW(有指示燈下測得)。本實用新型在雙組應用時(即雙控，兩個開關控制一個負載)，可以控制小功率達到5W負載；單組應用時(即單個開關控制一個負載)，功率更是達到1W，而且不分負載類型，對於出現的節能燈(包含LED燈)都可以控制。
權利要求1.一種單線制單刀雙擲電子開關，其特徵是所述的電子開關包括磁保持繼電器及驅動模塊、觸摸感應模塊和電源模塊，觸摸感應模塊接收觸摸信號，並控制磁保持繼電器及驅動模塊工作，磁保持繼電器及驅動模塊控制負載供電，電源模塊給磁保持繼電器及驅動模塊和觸摸感應模塊供電。
2.根據權利要求I所述的單線制單刀雙擲電子開關，其特徵是所述的電子開關中還包括電池模塊，電源模塊能夠給電池模塊充電，電池模塊能夠給繼電器及驅動模塊和觸摸感應模塊供電。
3.根據權利要求I所述的單線制單刀雙擲電子開關，其特徵是所述的電子開關中還包括用於指示電源模塊的工作電源指示模塊，電源指示模塊連接在電源模塊輸出端。
4.根據權利要求I或2或3所述的單線制單刀雙擲電子開關，其特徵是所述的磁保持繼電器及驅動模塊包括磁保持繼電器和驅動開關元件，觸摸感應模塊控制驅動開關元件通斷，驅動開關元件控制繼電器工作。
5.根據權利要求4所述的單線制單刀雙擲電子開關，其特徵是所述的驅動開關元件的數量為磁保持繼電器的二倍，兩個驅動開關元件分別連接在一個繼電器的兩個控制端上。
6.根據權利要求4所述的單線制單刀雙擲電子開關，其特徵是所述的磁保持繼電器及驅動模塊中包括有兩個磁保持繼電器。
7.根據權利要求I或2或3所述的單線制單刀雙擲電子開關，其特徵是所述的電源模塊包括整流橋組、變壓器和穩壓晶片，整流橋組從繼電器及驅動模塊處取電，並輸出給變壓器，變壓器輸出給穩壓晶片，穩壓晶片輸出給繼電器及驅動模塊和觸摸感應模塊供電。
8.根據權利要求7所述的單線制單刀雙擲電子開關，其特徵是所述的整流橋組包括三個整流橋，即BDl、BD2和BD3，三個整流橋並聯輸出給變壓器，整流橋BDI、整流橋BD2和整流橋BD3的正極輸出端通過串聯連接的限流電阻R1、電阻R2和電阻R3後與光耦OPO內的光敏三極體連接，串聯連接的限流電阻R1、電阻R2和電阻R3與光耦OPO內的光敏三極體的公共點與三極體Ql的基極連接，三極體Ql串聯在變壓器T的初級的另一個輸入端與地之間，電阻Rl與變壓器T的公共端上連接有濾波電容Cl，光耦OPO內的光敏三極體與變壓器T的次級副線圈之間串聯連接有電阻R4和電容C2，電阻R4和電容C2形成一個RC振蕩器，光耦OPO內的光敏三極體另一端通過電容C3接地，同時光耦OPO內的光敏三極體另一端通過二極體Dl連接在變壓器T的次級副線圈上，變壓器T的次級主線圈輸出通過整流二極體D2和二極體D4輸出給觸摸感應模塊和繼電器及驅動模塊供電。
9.根據權利要求8所述的單線制單刀雙擲電子開關，其特徵是所述的變壓器T的次級主線圈輸出上連接有串聯連接的電阻R5、穩壓二極體ZDl和光耦OPO的發光二極體。
10.根據權利要求7所述的單線制單刀雙擲電子開關，其特徵是所述的電源模塊中還包括有電壓檢測晶片，電壓檢測晶片檢測電池模組的電壓，並將檢測結果輸出給觸摸感應模塊。
專利摘要本實用新型公開一種單線制單刀雙擲電子開關，電子開關包括繼電器及驅動模塊、觸摸感應模塊和電源模塊，觸摸感應模塊接收觸摸信號，並控制繼電器及驅動模塊工作，繼電器及驅動模塊控制負載供電，電源模塊給繼電器及驅動模塊和觸摸感應模塊供電。本實用新型採用密封防爆繼電器取代可控矽作為開關元件，帶載功率可以達到1000W，達到功率更大的開關場合使用的要求。本實用新型使用磁保持繼電器，利用磁保持繼電器脈衝工作，平時不耗電能，繼電器閉合後，迴路沒有供電，依靠電池供電。本實用新型負載範圍更廣，節能燈、開關電源、交流電機、LED新光源以及普通日光燈等，克服可控矽開關的負載範圍小，負載能力弱的缺點。
文檔編號H03K17/78GK202395741SQ201120534899
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者林慶光, 燕彩虹, 肖興朝 申請人:深圳市阿達電子有限公司