兩線制節能開關的製作方法
2023-05-09 16:43:46
專利名稱：兩線制節能開關的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子開關，尤其是指一種兩線制節能開關。
技術背景現有的電子延時開關採用電容作為蓄電元件，普遍存在的一個缺陷是 延時關斷的時間間隔與按下開關對電容充電的時間成正比，為了更長的延時不得不多按一會按鈕開關。如新型專利CN2095515U公開了一種多功能 開關，以一個可控矽作為開關執行元件，通過可控矽觸發端的RC充放電 迴路達到延時關斷目的，可控矽需要在電容充電到一定程度後才能導通， 電容充電(即按下開關)的時間越長充電越多，這個方案中快速導通與長 延時兩者不可兼得，是它固有的缺陷，同時缺少額外的抗幹擾電路，當電 網電壓過高時，可控石J^艮容易因過壓而誤導通。同時現有電子延時開關的功耗較大， 一般在0.4W左右，不具備過零 觸發，可控矽在不是過零觸發工作的情況下，其可靠性和負載適應性大幅 度下降， 一般的觸發電路設計易造成可控矽不能可靠關斷，造成產品失效。發明內容本實用新型提供了 一種具有自功耗低、完全過零觸發的兩線制節能開關。一種兩線制節能開關，包括電源、整流電路、可控矽VI、可控矽觸 發延時電路、信號採樣器、信號放大電路和負載，所述的可控矽觸發延時 電路包括四個依次串聯的與非門Ul-U4，與非門Ul的輸入端經由一電容 和一電阻並聯組成的支路引入電壓，輸出端與可控矽V1的控制極相連； 所述的信號放大電路包括級聯的第一級三極體Tl和第二級三極體T2，三 極管T1的基極接入信號採樣器的信號輸出端，集電極經一電容與第二級 三極體T2的基極相連，再經一電阻引入電壓，第二級三極體T2的集電極 與與非門U4的輸入端連接。所述的可控矽V1陰極串聯三個二極體D5-D7,用於抬高可控矽V1
陰才及的電^立。所述的可控矽VI陽極和接地端之間接有由兩電阻串聯組成的支路， 用於採樣電壓，生成過零脈沖，兩電阻間連通與非門U3的輸入端。所述的可控珪V1陽極經一二極體和一電阻後，與接地端之間接有一 電容，再經一電阻， 一路與接地端之間接有由一用於濾波的電容和一用於 穩壓的穩壓二極體並聯組成的支路，另一路經一二極體與可控矽V1的控 制極相連。所述的第一級三極體Tl的基極和集電極之間接有由一電容和一電阻 並聯組成的支路，用於選擇響應頻率，對信號進行一級放大，再經一電容 經第一級三極體Tl的集電極耦合採樣到第二級三極體T2的基極。所述的第二級三極體T2的基極和集電極之間接有由一電容和一電阻 並聯組成的支路，用於頻率選擇，對信號進行二級放大，再經一二極體接 入與非門U4的輸入端。所述的與非門U4與與非門U3之間接有一正向二極體；所述的與非 門U3與與非門U2之間接有一反向二極體；所述的與非門U2與與非門 Ul之間接有一反向二極體。所述的與非門Ul輸入端經由一電容和一電阻並聯組成的支路引入電 壓，與非門Ul的輸出端與可控矽V1的控制極之間連接有一電阻與一二 極管並聯組成的支路。所述的電源端並聯有用於過壓保護的壓敏電阻。本實用新型兩線制電子節能開關採用一進一出的方式，響應靈敏，採 用了可控矽完全過零觸發技術，使其可靠性大大增加，適用於各種阻性、 感性、容性等負載。使其適用於白熾燈，螢光燈、交流接觸器、電子變壓 器、節能燈、應急電源等負載。其整機工作電流小，因此功耗比同類產品 更低，工作更穩定，可靠性更強，真正起到節能的綠色產品。
圖1為本實用新型一種實施方式的電路結構示意圖； 圖2為本實用新型另一種實施方式的電路結構示意圖。
具體實施方式
如圖l所示， 一種兩線制節能開關，包括電源、整流電路、可控矽VI、可控矽觸發電路、信號採樣器、信號放大電路和負載，電源端並聯接入壓敏電阻，對開關進行高壓保護，再由整流電路進行全波整流，整流電路正極接可控矽V1控制開關的工作情況，可控矽V1的陰極接有三個二 極管D5-D7，用於抬高可控矽的陰極的電平，同時陽極與接地端接有由電 阻R8和電阻R9串聯組成的支路，採樣電壓用於生成過零脈衝，然後正 極經二極體D8和電阻R1後， 一路與接地端之間接有電容C3，用於抬高 該點的電位，使其大於220V，另一路經電阻R2後，與接地端之間接有由 用於濾波電容Cl和用於穩壓的穩壓二極體DW1並聯組成的支路。圖1所示為信號採^"採用聲光控方式的電路結構示意圖，如圖所示， 信號採樣器採用話筒，包括接地端和信號輸出端兩個引腳，信號輸出端先 通過一個電阻引入電壓，然後經電容C8耦合到第一級三極體Tl的基極， 三極體Tl發射極直接接地，集電極經電阻Rll引入電壓，三極體Tl的 基極和集電極之間接有由電容和電阻R13並聯組成的支路，用於響應頻率 的選擇，對信號進行一級放大，再經電容C7經三極體Tl的集電極耦合釆 樣到第二級放大三極體T2的基極，三極體T2的集電極經電阻R12引入 電壓，發射極經電阻R15接地，三極體T2的基極和集電極之間接有由電 容C5和電阻R14並聯組成的支路，用於頻率選擇，對信號進行二級放大， 放大信號從三極體T2的集電極經二極體D13，經由電容C4和電阻R10 並聯組成的支路進行濾波後，輸入到與非門U4，然後經1N4148正向二極 管D12與採^f羊電壓相與，二級管D12的用途為如果有i文大量高電平經 與非門變低電平那麼二極體前的電位是採樣電壓，反之如果沒有放大量經 與非門變高電平那麼二極體前的電位就是高電平。然後二極體D12前的電 平經與非門U3,若與非門U3的輸入端是採樣電壓，則其輸出端為過零脈 衝，若輸入端為高電平，則輸出端為低電平；此時電平再經一反向二極體 Dll，若其陰極端電平即與非門U3的輸出電平為低電平，則反向二極體 Dll直接將其陽極端的電平拉至低電平，若陰極端電平為過零脈衝，則其 陽極端電平仍保留為過零脈沖，此時在與非門U2的輸入端接入電阻R6 和光敏電阻R5，電阻R6連接正電位，光敏電阻R5接地，當光較亮時， 光敏電阻阻值很小，此點電位為零，當光較暗時，光敏電阻阻值很大，此 點電位為高電位，由車lr入電平決定，而與非門U2輸出端的電平為當其
輸入端為低電平時為高電平，當輸入端為過零脈衝時仍為過零脈衝，再經反向二極體D9與與非門Ul連接，與非門Ul的輸入端經由電容C2和電 阻R4組成的並聯支路引入電壓，用於開關的時間延時。經過與非門Ul 時，若其輸入端電平為高電平，則輸出低電平，不觸通可控矽VI,若輸 入端電平為過零脈衝，則輸出高電平，觸通可控矽，此時電容C2和電阻 R4組成的並聯支路放電，產生延時，使光源點亮。與非門Ul和可控矽 VI控制極之間接入由電阻R3和反向二極體D14組成的並聯支路，電阻 R3用於控制觸發電流，反向二極體D14的作用為當其陽極端為高電平 而陰極端為低電平時，迅速將陽極端的高電平拉至低電平，有效地控制觸 發點的電位。圖2所示為信號採樣採用人體感應方式的電路結構示意圖，如圖所示， 信號採樣器採用人體感應探頭，包括接地端、穩壓端和信號輸出端三個引 腳，穩壓端通過一電阻R8引入電壓，再與接地端之間接入由電容C4和 發光二極體並聯構成的穩壓電路；信號輸出端先通過由一電阻R9和電容 C7構成的並聯支路進行濾波，然後經一電容C5耦合到第一級三極體Tl 的基極，三極體Tl的發射極直接接地，集電極經一電阻Rll引入電壓， 三極體Tl的基極和集電極之間接有由電容C8和電阻R12組成的並聯支 路，對信號進行一級放大，然後由一電容C6經第一級三極體Tl的集電極 耦合採樣到第二級》文大三極體T2的基極，第二級三極體T2的發射極經一 電阻R14接地，集電極經一電阻引入電壓，三極體T2的基極和集電極之 間也接有由電容C9和電阻R13並聯組成的支路,對信號進行第二級放大， 經一正向二極體D13後，經電容C10和電阻R15並聯組成的支路進行濾 波後，輸入到與非門U4，然後經一正向二極體D14與採樣電壓相與，二 級管D14的用途為如果有放大量高電平經與非門變低電平那麼二極體前 的電位是採樣電壓，反之如果沒有放大量經與非門變高電平那麼二極體前 的電位就是高電平。經二極體D14後輸出的電平經與非門U3，若與非門 U3的輸入端為採樣電壓，則其輸出端為過零脈衝，若輸入端為高電平， 則輸出端為低電平；此時電平再經一反向二極體D12,若其陰極端電平即 與非門U3的輸出電平為低電平，則反向二極體D12直接將其陽極端的電 平拉至低電平，若陰極端電平為過零脈衝，則其陽極端電平仍保留為過零 脈衝，此時在與非門U2的輸入端接入電阻R5和光敏電阻R16,電阻R5引入電壓，光敏電阻R16接地，當光較亮時，光敏電阻阻值很小，此點電 位為零，當光4^暗時，光敏電阻阻值4艮大，此點電位為高電位，由輸入電 平決定，而與非門U2輸出端的電平為當其輸入端為低電平時為高電平， 當輸入端為過零脈衝時仍為過零脈衝，再經反向二極體Dll與與非門Ul 連接，與非門Ul的輸入端經由電容C3和電阻R4組成的並聯支路引入電 壓，用於開關的時間延時。經過與非門Ul時，若其輸入端電平為高電平， 則輸出低電平，不觸通可控矽VI，若輸入端電平為過零脈沖，則輸出高 電平，觸通可控矽，此時電容C3和電阻R4組成的並聯支路放電，產生 延時，使光源點亮。與非門Ul和可控矽V1控制極之間接入由電阻R3和 反向二極體D10組成的並聯支路，電阻R3用於控制觸發電流，反向二極 管D10的作用為當其陽極端為高電平而陰極端為低電平時，迅速將陽極 端的高電平拉至低電平，有效地控制觸發點的電位。整個電路中工作電壓較低，電流很微小，做到真正的節能效果。
權利要求1. 一種兩線制節能開關，包括電源、整流電路、可控矽V1、可控矽 觸發延時電路、信號採樣器、信號放大電路和負載，其特徵在於所述的 可控矽觸發延時電路包括四個依次串聯的與非門U1-U4,與非門Ul的輸 入端經由一電容和一電阻並聯組成的支路引入電壓，輸出端與可控矽VI 的控制極相連；所述的信號放大電路包括級聯的第一級三極體Tl和第二 級三極體T2，三極體T1的基極接入信號採樣器的信號輸出端，集電極經 一電容與第二級三極體T2的基極相連，再經一電阻引入電壓，第二級三 極管T2的集電極與與非門U4的輸入端連接。
2. 如權利要求1所述的兩線制節能開關，其特徵在於所述的可控 矽V1陰極串聯三個用於抬高可控矽V1陰極電位的二極體D5-D7。
3. 如權利要求1所述的兩線制節能開關，其特徵在於所述的可控 矽V1陽極和接地端之間接有由兩電阻串聯組成的用於採樣電壓、生成過 零脈沖的支路，兩電阻間連通與非門U3的輸入端。
4. 如權利要求1所述的兩線制節能開關，其特徵在於所述的可控 矽V1陽極經一二極體和一電阻後，與接地端之間接有一電容，再經一電 阻分成， 一路與接地端之間接有由一用於濾波的電容和一用於穩壓的穩壓 二極體並聯組成的支路，另一路經一二極體與可控矽V1的控制極相連。
5. 如權利要求1所述的兩線制節能開關，其特徵在於所述的第一 級三極體Tl的基極和集電極之間接有由一電容和一電阻並聯組成的支 路，用於選擇響應頻率，對信號進行一級放大，再經一電容經第一級三極 管Tl的集電極耦合採樣到第二級三極體T2的基極。
6. 如權利要求1所述的兩線制節能開關，其特徵在於所述的第二 級三極體T2的基極和集電極之間接有由一電容和一電阻並聯組成的支 路，用於頻率選擇，對信號進行二級放大，再經一二極體接入與非門U4 的輸入端。
7. 如權利要求1所述的兩線制節能開關，其特徵在於所述的與非 門U4與與非門U3之間接有一正向二極體；所述的與非門U3與與非門 U2之間接有一反向二極體；所述的與非門U2與與非門Ul之間接有一反 向二極體。
8. 如權利要求1所述的兩線制節能開關，其特徵在於所述的與非 門Ul輸入端經由一電容和一電阻並聯組成的支路引入電壓，與非門Ul 的輸出端與可控矽V1的控制極之間連接有一 電阻與一二極體並聯組成的 支路。
9. 如權利要求1所述的兩線制節能開關，其特徵在於所述的電源 端並聯有用於過壓保護的壓敏電阻。
專利摘要本實用新型公開了一種兩線制節能開關，包括電源、整流電路、可控矽、可控矽觸發延時電路、信號採樣器、信號放大電路和負載，可控矽觸發延時電路包括四個依次串聯的與非門U1-U4，與非門U1的輸入端經由一電容和一電阻並聯組成的支路引入電壓，輸出端與可控矽V1的控制極相連；所述的信號放大電路包括級聯的第一級三極體T1和第二級三極體T2，三極體T1的基極接入信號採樣器的信號輸出端，集電極經一電容與第二級三極體T2的基極相連，再經一電阻引入電壓，第二級三極體T2的集電極與與非門U4的輸入端連接。本實用新型採用一進一出的方式，響應靈敏，採用了可控矽完全過零觸發技術，使其可靠性大大增加，適用於各種阻性、感性、容性等負載。
文檔編號H03K17/28GK201039109SQ20072010910
公開日2008年3月19日 申請日期2007年4月30日 優先權日2007年4月30日
發明者周良寶, 煜 陳 申請人:杭州鴻雁電器有限公司