兩線制手動、遙控交流電子開關的製作方法

2023-05-07 00:35:21 2

專利名稱：兩線制手動、遙控交流電子開關的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能夠代替現有交流用電器開關的手動、遙控交流電子開關。
在已有技術中，中國專利ZL95221281提供了一種兩線制的紅外線遙控開關，它主要由紅外遙控接收電路、觸發器、開關執行電路和電源供電電路組成。該技術的關鍵在於開關執行電路和電源供電電路的設計。由於該開關中設有紅外遙控接收電路、觸發器等控制電路，因此要求電源供電電路不論開關執行電路處於接通還是關斷狀態，都得為控制電路的供電，只有這樣才能保證開關動作的執行，同時，為實現替代已有的普通開關的功能，該電源供電電路的設計必須限制在兩線制220V交流供電條件下，因此，這就成為該遙控開關設計中的難點。上述已有技術中的開關執行電路採用的是有觸點的繼電器開關和雙向可控矽開關電路；電源供電電路中主要包括阻容降壓器、橋式整流器、電容濾波器；其中雙向可控矽開關電路設在阻容降壓器和橋式整流器之間，繼電器開關的雙向觸點作為一個轉換開關接在阻容降壓器與雙向可控開關電路之間。當開關處於關斷狀態時，雙向可控矽開關電路截止，交流用電器迴路處於微導通狀態，迴路中的電流不足以使用電器開啟，這時迴路中的220V交流電通過電源供電電路為控制電路供電；當控制電路受遙控器觸發時，繼電器開關電路也隨之翻轉，則它的雙向觸點動作，使雙向可控矽開關電路觸發導通；該雙向可控矽開關導通後，一方面接通交流用電器迴路，可使用電器開啟，另一方面又將橋式整流器的輸入端嵌位在適當的低電壓範圍內，使電源供電電路繼續為控制電路供電。雖然該技術完成了兩線制遙控開關的全部功能，解決了技術難點，但是，上述技術如果作為商品還是存在著許多不理想之處。例如它採用了繼電器作為執行開關的一部分，未能達到開關完全的無觸點，使該遙控開關在性能上落後於無觸點開關；再者，繼電器的體積較大，這對於減小整體體積是不利的。另外該技術在降低成本上考慮得較少，如它採用的編碼和解碼電路，雖然增加了控制多個用電器功能，但成本較高，同時，它採用的紅外接收器也具有較高的成本。
本實用新型的目的是針對已有技術中的問題，提供一種在成本和性能方面都較為完善的兩線制手動、遙控交流電子開關。
為實現上述目的，本實用新型主要對電源供電電路和開關執行電路進行了改進，其具體的解決方案如下它由電源供電電路、開關執行電路、觸發電路(8)、遙控接收電路(9)和手動開關(10)組成；其關鍵結構是參見

圖1，所述電源供電控制電路包括橋式整流器(1)、穩壓電路(2)和濾波器，其中橋式整流器的輸入端作為用電器(7)的開關端串接在用電器的供電迴路中，其輸出端作為穩壓器的供電端與穩壓電路(2)相接；所述的開關執行電路接在橋式整流器(1)和穩壓器電路(2)之間，它具有一個由可控矽主控開關(3)和可控矽供電開關(4)串聯構成的開關支路和一個可控矽供電開關的觸發電路(5)及供電輸出電路(6)。
通過上述解決方案可以看出，在開關處於關斷狀態時，執行開關電路截止，交流用電器迴路微導通，迴路中的微電流不足以使用電器開啟，此時220V交流電壓可通過橋式整流器、穩壓器和濾波器輸出直流電壓為控制電路供電；當控制電路受遙控器或手動開關觸發時，執行開關電路中的可控矽主控開關被觸發導通，同時，可控矽供電開關受供電觸發電路的觸發而導通，這時，所述的開關支路洩流，等於交流用電器迴路接通，則用電器開啟，同時，橋式整流器輸出的電壓通過供電輸出電路加至穩壓器，使穩壓器繼續工作而為控制電路供電。本實用新型的優越性在於電路設計合理，實現了完全無觸點，提高了開關的整體性能，具有壽命長、耗電小、負載適應能力強、體積小、成本低的特點。
下面根據實施例詳細說明其結構和工作原理。
圖1、本實用新型的原理方框圖。
圖2、本實用新型的具體電路圖。
圖3、本實用新型的開關執行電路和電源供電電路。
圖4、紅外遙控接收器的電路原理圖。
圖5、紅外遙控發射器的電路原理圖。
參見圖2，(1)是橋式整流器，所述的穩壓電路(2)可採用一個有源穩壓器，它主要由三極體BG1、電阻R4、電容C3和穩壓管D11連接構成，其中電阻R3和電容C2起保護作用。所述的開關支路由可控矽主控開關D5和可控矽供電開關D6串聯構成。所述的供電觸發電路(5)由分壓電阻R1、R2連接構成，所述的供電輸出電路(6)由整流管D8、濾波電容C1、限流電阻R5、單向導通二極體D9、D10連接構成。所述的觸發電路由兩個D觸發器構成，其中一個D觸發器(11)接成雙穩電路，另一個D觸發器(12)接成單穩電路，P和P′端為觸發輸入端，T端為觸發輸出端。當遙控器或是手動開關K1動作時，就會在P或P′端產生一個正脈衝，當該正脈衝出現時，觸發器將受觸發而翻轉一次，輸出高電平或低電平。當開關處於關斷狀態時，可控矽D5、D6截止，交流用電器迴路微導通，用電器(7)不足以開啟，同時，橋式整流器輸出的脈動電壓經過電阻R3和電容C2加至穩壓器(2)，並通過該穩壓器的輸出端為控制電路(13)供電；當控制電路受觸發後，可控矽D5的觸發端T呈現高電平，這時D5經過分壓電阻R1、R2洩流而導通，同時，當R1上的電壓從零升至一定的限壓值時，使可控矽D6隨之導通，這時，交流用電器迴路接通，用電器(7)開啟，同時開關支路中的脈動電壓通過二極體D8和電容C1的整流濾波後和二極體D9、D10的單向導通分別加至三極體BG1的基極和集電極，使穩壓器(2)繼續工作，輸出直流電壓Vcc為控制電路(13)供電。當控制電路又受觸發時，D5的觸發端T重新被至為低電平，在這種情況下，開關支路的脈動電壓在過零時即可使D5截止，與此同時D6截止，整個電路恢復到關斷狀態。如此循環，只要觸發一次，便執行接通或關斷一次，這樣就實現了兩線制遙控或手動開關的功能。另外，由於本開關採用了有源穩壓器，故對用電器負載的適應範圍較寬，也就是說，對用電器為日光燈或節能燈等負載都能適應，因為有源穩壓器可根據負載的大小自動調節通過的電流，使其輸出電壓穩定。再者，為了提高穩壓精度、減小R1、R2上的能耗，可在供電觸發電路中的分壓電阻R1上並聯一個穩壓管D7。
本實用新型也可製成大功率開關，參見圖3，將可控矽D5、D6均換成在大功率管，使其具備大電流洩流功能，並在D5的觸發端設置一個間接觸發可控矽D5′，它可起到驅動作用，供電觸發電路由穩壓管D12構成，這樣，就可適應大功率開關的要求。再者，如果負載是普通的白熾燈，圖2中的有源穩壓器可以用圖3中的穩壓管D12代替，這樣可大大降低成本。
本實用新型的遙控發射與接收可採用紅外或聲控等多種方式，下面以紅外發射為例說明其工作原理，參見圖4，紅外接收器由低功耗四運放TL064器件構成，其中運放(14)接成前置放大器，紅外接收管(15)接在前置放大器的輸入端，運放(16)接成帶通濾波器，運放(17)接成電壓放大器，運放(18)接成施密特觸發器，在電壓放大器的輸出端與施密特觸發器的輸入端之間接有二極體整流器和積分電路。參見圖5，紅外發射器主要由一個無穩態振蕩器(19)和驅動級(20)及發射管(21)構成。當按動開關(22)時，發射管將發射出調製的紅外信號，接收管(15)接收到這一信號後，經過前置放大、選頻放大、電壓放大和整流積分觸發施密特觸發器翻轉而輸出一個正脈衝，並通過P端送至D觸發器，從而完成遙控觸發的功能。
權利要求1.兩線制手動、遙控交流電子開關，它由電源供電電路、開關執行電路、觸發電路、遙控接收電路和手動開關組成，其特徵是A、所述電源供電控制電路包括橋式整流器(1)、穩壓電路(2)和濾波器，其中橋式整流器的輸入端作為用電器的開關端串接在用電器迴路中，其輸出端作為穩壓電路的供電端與穩壓器相接；B、所述的開關執行電路接在橋式整流器(1)和穩壓電路(2)之間，它具有一個由可控矽主控開關(3)和可控矽供電開關(4)串聯構成的開關支路和一個可控矽供電開關的觸發電路(5)及供電輸出電路(6)。
2.如權利要求1所述的兩線制手動、遙控交流電子開關，其特徵是所述的穩壓電路(2)由一個有源穩壓器或由一個穩壓管構成，所述的有源穩壓器由三極體BG1、電阻R4、電容C3和穩壓管D11連接構成。
3.如權利要求1或2所述的兩線制手動、遙控交流電子開關，其特徵是所述的供電觸發電路(5)由分壓電阻R1、R2或者由穩壓管D13構成。
4.如權利要求3所速的兩線制手動、遙控交流電子開關，其特徵是所述的由分壓電阻R1、R2構成的觸發電路中，設有一個與電阻R1並聯的穩壓管D7。
專利摘要本實用新型是一種能夠代替現有交流用電器開關的手動、遙控交流電子開關。它由電源供電電路、開關執行電路、觸發電路、遙控接收電路和手動開關組成,關鍵結構是:開關執行電路具有一個由可控矽主控開關和可控矽供電開關串聯構成的開關支路和一個可控矽供電開關的觸發電路及供電輸出電路,該開關執行電路接在電源供電電路中的橋式整流器和穩壓器之間。它實現了完全無觸點,具有壽命長、耗電小、負載適應能力強、體積小、成本低的特點。
文檔編號H03K17/94GK2321169SQ9823259
公開日1999年5月26日 申請日期1998年3月30日 優先權日1998年3月30日
發明者宋剛 申請人:宋剛