一種抗短路觸摸開關電路的製作方法
2023-04-27 14:41:36
專利名稱：一種抗短路觸摸開關電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種開關電路，特別涉及一種抗短路觸摸開關電路。
背景技術：
目前，通常的電子開關沒有內部電源的電流源供電，在遇到市電短路、過載時就會爆掉，徹底毀掉電子開關內的電子元件，整個電子開關也隨之全部報廢。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種遇到市電短路，自動切斷負載電路從而保護的抗短路觸摸開關電路。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是一種抗短路觸摸開關電路，包括雙向主迴路電流組件、控制電路、開關電路、負載、電源、整流電路、穩壓電路和觸摸電路， 所述的雙向主迴路電流組件與控制電路相連接，所述的控制電路通過開關電路與負載相連接，所述的負載與電源連接，所述的穩壓電路分別與控制電路和觸摸電路相連接，所述的觸摸電路依次通過RS觸發器、雙D觸發器與控制電路相連接，所述的電源通過自生電源單元與整流電路相連接。所述的自生電源單元採用互感器。所述的觸摸電路將採集的信號傳輸到RS觸發器和雙D觸發器，以控制負載電路的通斷。所述的互感器的第一線圈的一個端子與雙向主迴路電流組件的一個主電極端子 T2連接，第一線圈的另一個端子和雙向主迴路電流組件的另一個主電極端子Tl分別連接到開關電路的兩個連接端子上，第二線圈的兩個端子分別連接到整流電路兩個輸入端子上，所述的控制電路的輸出端接至雙向主迴路電流組件的控制極G1、G2，控制電路輸出的控制信號通過Gl和G2控制雙向主迴路電流組件的導通和截止。本實用新型採用上述結構，具有以下優點1、避免了由交流電源引起的交流幹擾； 2、解決了交流二線電路的附加通態壓降大的問題，從而開創了交流二線電路大電流運行的前景；3、清除了負載短路瞬間或過流期間對控制電路電源的影響；4、提供負載短路和過流的信號。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明；
圖1為本實用新型中雙向主迴路電流組件的結構示意圖；圖2為本實用新型的電路結構圖；圖3為本實用新型的電路原理圖；在圖1 圖2中，1、雙向主迴路電流組件；2、控制電路；3、負載；4、電源；5、整流電路；6、穩壓電路；7、觸摸電路；8、自生電源單元。
具體實施方式
如圖1 圖3所示一種抗短路觸摸開關電路，包括雙向主迴路電流組件1、控制電路2、開關電路、負載3、電源4、整流電路5、穩壓電路6和觸摸電路7，雙向主迴路電流組件 1與控制電路2相連接，控制電路2通過開關電路與負載3相連接，負載3與電源連接，所述的穩壓電路6分別與控制電路和觸摸電路7相連接，所述的觸摸電路7依次通過RS觸發器、雙D觸發器與控制電路相連接，電源通過自生電源單元8與整流電路5相連接。自生電源單元8採用互感器。觸摸電路7將採集的信號傳輸到RS觸發器和雙D觸發器，以控制負載電路的通斷。交流二線式開關的兩個連接端子，接入由交流電源和負載組成的交流電路中。在雙向主迴路電流組件截止時，互感器H的線圈Ll通過電阻R和負載與交流電源形成迴路， 在線圈Ll中有一定得電流流過，這個電流就是附加斷態電流，現作為互感器H的一次輸入電流，則在二次線圈L2上感生出電壓，這個電壓經整流穩壓後作為自生電源。在雙向主迴路電流組件導通時，線圈Ll中流過是負載的工作電流，這個電流作為互感器H的一次輸入電流，則在二次線圈L2上的感生電壓經過整流電路、穩壓電路後作為自動生電源。互感器的第一線圈的一個端子與雙向主迴路電流組件的一個主電極端子T2連接，第一線圈的另一個端子和雙向主迴路電流組件的另一個主電極端子Tl分別連接到開關電路的兩個連接端子上，第二線圈的兩個端子分別連接到整流電路兩個輸入端子上，整流電路兩個輸出端子上的電壓經過穩壓電路作為自生電源的輸出電壓，自生電源用作控制電路的電源。控制電路的輸出端接至雙向主迴路電流組件的控制極G1、G2，控制電路輸出的控制信號通過Gl 和G2控制雙向主迴路電流組件的導通和截止。電位器W作為調節輸出功率的大小。自生電源有兩種產生方法在雙向主迴路電流組件截止時，交流電源通過負載與電阻附4、1 15、1 16、1 17和整流電路的兩個輸出端子形成迴路，在整流電路輸出端上產生直流電壓，這個電壓經穩壓電路後作為自生電源，在雙向主迴路電流組件導通時，線圈Ll中流過是負載的工作電流，這個電流作為互感器H的依次輸入電流，則在二次線圈L2上的感生電壓經過整流電路、穩壓電路由VDl至VD6及其外圍元件組成。控制電路由IC1、IC2、 IC3、TR1、TR2、SCl和SC2及其外圍元件組成。該開關電路工作過程為當開關串聯接入交流電源和負載組成的交流電路中時， BLED燈亮，SCl截止，負載不工作；VDl穩壓與Cl濾波獲得約8V直流工作電壓給控制電路供電。當人體觸摸電極M，電路被觸發進入暫態，IC3集成電路1腳輸出高電平，TR2導通，信號輸入TCl集成電路13腳，13腳由高電位轉低電位，1腳由高電位轉低電位，TRl導通，SCl 導通GLED燈亮，11腳輸出高電位給IC2集成電路的3腳CPl端，使單穩態電路翻轉進入暫態。其輸出端13腳跳變為高電平，使雙向主迴路電流組件⑶Si、⑶S2導通，負載導電。如負載電流超過額定值(1. 5安培)，整流電路的輸出電壓增大，經W、R3分壓後，使SC2導通， 從而使TR1、SCl截止，完成過載保護過程。該開關電路具有以下特點保護動作時間快速，僅幾十微妙甚至更短，為有觸電保護裝置(快速保險絲或快速斷路器)的幾百分之一至幾千分之一；短路不引起浪湧電流 因為保護動作時間遠小於電力系統的時間常數，依次，短路瞬間分斷的整定電流，而不是短路電流，當然不會產生浪湧電流，一般不產生電火花；短路保護不受電源容量影響短路電流的大小與電源容量無關，該短路保護在短路瞬間分斷的不是短路電流，所以，短路保護的效果與電源容量的大小無關；無論是電源接通後短路負載，還是負載短路後再接通電源，都一樣能有效保護；固有結構帶來的安全性，由於這種二線式控制開關在電流不直接與交流電源相連接，僅僅本身的嚴重故障不會損壞或影響交流電源；能適應特寬變化範圍的電源電壓，加上已有的過流保護的短路保護，因而這種交流控制開關兼有優秀的欠壓保護功能； 電子開關具有抗拒除了自身窄頻率之外的各種電子信號幹擾的作用；依舊採用傳統的二線進出的市電電源線路模式，無輔助電源或外接輔助裝置即可完善保護電子開關。該開關電路的優點為1、避免了由交流電源引起的交流幹擾，電流互感器從負載電流中取能量建立控制電路的電源，這樣就免除了由供給負載電力的交流電源建立控制電路所引起的交流幹擾；2解決了交流二線電路的附加通態壓降大的問題，從而開創了交流二線電路大電流運行的前景。由於交流二線電路的內部電源不是從交流電源中直接獲取的，為了獲取內部電源，實質上是以犧牲某個電路指標為代價的，一種犧牲代價是產生負載電流斷點，另一種犧牲代價是引起附加通態壓降，所謂附加通態壓降是除了電晶體組件的通態交流壓降外再增加的一段交流壓降，當然希望這種壓降越小越好，尤其在大電流運行時應該更小。附加通態壓降是電流互感器依次繞組上的交流壓降，在大電流運行時能夠做到這種附加通態與電晶體組件的交流通態壓降比較，可以忽略，而且，只有使用了電流互感器，才唯一的能夠做到這一點；3、清除了負載短路瞬間或過流期間對控制電路電源的影響。控制電路電源若供給負載電力的交流電源經變換得到，則發生負載短路或過流時，該交流電源的電壓勢必會大幅度下降，極易導致控制電路電源的電力不足，控制和保護功能失效，成為固態開關實現交流短路和過流保護的第一難題。該開關電路採用電流骨幹器輸出點改變為由電流源供電， 這一關鍵變化促成控制電路電源不受負載短路或過流的影響，反而在負載短路或過流時， 該電源的電力更加充足，保證了短路過流保護及時有效起控。4、作為電流傳感器，提供負載短路和過流的信號。具有傳統斷路器無法比擬的極其優秀的短路能力，為供電和用電提供超級安全性。交流半導體電力開關的短路分斷能力無限大，截留值(Ip)是傳統技術的幾十分之一，短路分斷能量(I2t)是傳統技術的幾十萬至幾百萬分之一，因而在中小電流範圍內，不但開關時不產生電火花，發生短路時，短路處一般也不產生電火花，由此大大減少電氣火災的發生率，且不需要任何輔助電源。 上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現並不受上述方式的限制，只要採用了本實用新型的技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用於其它場合的，均在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種抗短路觸摸開關電路，包括雙向主迴路電流組件(1)、控制電路O)、開關電路、 負載(3)、電源G)、整流電路(5)、穩壓電路(6)和觸摸電路(7)，所述的雙向主迴路電流組件(1)與控制電路( 相連接，所述的控制電路( 通過開關電路與負載C3)相連接，所述的負載C3)與電源連接，所述的穩壓電路(6)分別與控制電路和觸摸電路(7)相連接，所述的觸摸電路(7)依次通過RS觸發器、雙D觸發器與控制電路相連接，其特徵在於所述的電源通過自生電源單元⑶與整流電路(5)相連接。
2.根據權利要求1所述的一種抗短路觸摸開關電路，其特徵在於所述的自生電源單元(8)採用互感器。
3.根據權利要求1所述的一種抗短路觸摸開關電路，其特徵在於所述的觸摸電路(7) 將採集的信號傳輸到RS觸發器和雙D觸發器，以控制負載電路的通斷。
4.根據權利要求2所述的一種抗短路觸摸開關電路，其特徵在於所述的互感器的第一線圈的一個端子與雙向主迴路電流組件的一個主電極端子0 連接，第一線圈的另一個端子和雙向主迴路電流組件的另一個主電極端子(Tl)分別連接到開關電路的兩個連接端子上，第二線圈的兩個端子分別連接到整流電路兩個輸入端子上，所述的控制電路的輸出端接至雙向主迴路電流組件的控制極(Gl)、(G2)，控制電路輸出的控制信號通過(Gl)和 (G2)控制雙向主迴路電流組件的導通和截止。
專利摘要本實用新型公開了一種抗短路觸摸開關電路，包括雙向主迴路電流組件、控制電路、開關電路、負載、電源、整流電路、穩壓電路和觸摸電路，雙向主迴路電流組件與控制電路相連接，控制電路通過開關電路與負載相連接，負載與電源連接，穩壓電路分別與控制電路和觸摸電路相連接，觸摸電路依次通過RS觸發器、雙D觸發器與控制電路相連接，電源通過自生電源單元與整流電路相連接。採用上述結構，本實用新型具有以下優點1、避免了由交流電源引起的交流幹擾；2、解決了交流二線電路的附加通態壓降大的問題，從而開創了交流二線電路大電流運行的前景；3、清除了負載短路瞬間或過流期間對控制電路電源的影響；4、提供負載短路和過流的信號。
文檔編號H03K17/96GK202009374SQ20112004310
公開日2011年10月12日 申請日期2011年2月21日 優先權日2011年2月21日
發明者唐振國 申請人:安徽振輝電子科技有限公司