兩線制電子開關通用電源的製作方法
2023-05-12 10:38:16
專利名稱：兩線制電子開關通用電源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電源電路，該電路適用於電子開關應用領域，尤其是用該電路設計的電子開關產品只有兩根連接導線，並且開關在導通的狀態下，電源仍有穩定的直流電壓輸出。
背景技術：
目前，現有的電子開關都是由電源電路、開關控制電路、開關接點或開關元件等三部分組成，這些電子開關所使用的電源電路大多為電容降壓或電阻降壓式整流穩壓電路，見
圖1。這種電源是由降壓、整流、穩壓、濾波等元件所構成，使用這種電源電路設計製作的電子開關如果採用兩線制方案連接，即開關產品只有兩根外接導線時，那麼這兩根外接導線既是開關連線，同時又是電源電路的輸入端線，因為在這兩根連線上必然要連接著一個開關接點或開關元件，即開關接點和電源電路的輸入端呈並聯連接關係，一旦開關打開，電源電路的輸入端隨即短路，造成整個電子開關失去交流電壓供應，最終使電子開關停止工作。以聲控開關應用於白熾燈的連接為例，如圖2所示，粗實線所畫的大方框內部為整個聲控開關部分，①和②分別是聲控開關的兩根外接導線，P為白熾燈，可控矽VS為聲控開關內部的開關元件，當開關處於關斷狀態時，開關元件VS關閉，電源電路有交流電壓輸入，可以正常工作；當開關處於導通狀態時，由於開關元件VS導通，此時VS兩端電壓下降為零，使電源電路輸入端短路，電源電路因沒有輸入電壓而停止工作，直流輸出電壓很快下降，最終造成開關自動關閉，因此這種電路通常應用於開關打開以後延時一定時間會自動關閉的領域。但在許多情況下，人們並不希望開關自動關閉，比如，我們希望擁有一種家用的遙控電子開關，當打開開關以後，希望燈始終保持亮著，需要關燈時再用遙控器關閉它，燈的開和關僅受遙控器控制，尤其是希望這種遙控開關和機械式開關一樣，只有兩根連接導線，以便於和機械式開關直接代換，在這種情況下，傳統的電容降壓式整流穩壓電路就不能滿足這一設計要求。如果採用傳統的電容降壓式整流穩壓電路作電源，就只能採用三線制或四線制連接方案，即開關產品至少要有三根外接導線，如圖3所示，①、②、③分別是開關產品的三根外接導線，由於傳統的機械式開關都是兩線制產品，因此不能直接更換，這將給安裝、布線帶來不便。
發明內容
為了克服現有電容降壓式整流穩壓電路不能應用於兩線制遙控開關的不足，本實用新型提供一種電源電路，該電路不但適用於電子開關的應用領域，而且用該電路設計出的電子開關產品只有兩根連接導線，尤其是在開關打開的情況下，電源電路仍有穩定的直流電壓輸出，滿足了人們安裝和直接代換機械式開關的需要。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是在電源的輸入端，將兩隻可控矽開關元件VS1與VS2串聯電連接，兩隻可控矽的T1極連接作為線路內部的公共接地點，交流輸入電壓由兩隻可控矽的T2極接入，在其中一隻可控矽VS1的T2與T1兩端並聯連接電容降壓支路C1、R1，另一隻可控矽VS2的T2極與控制極A兩端接一隻穩壓二極體D1，VS2的開關電極T1、T2兩端通過一隻二極體提取直流輸出電壓，見附圖4。圖中①、②分別是該電源的交流輸入端，同時又是開關產品的外接線，③、④分別是直流輸出的正極和負極，供開關狀態控制電路使用，同時負極輸出端④兼作電路內部的公共地線，⑤為開關狀態控制端，與控制電路的狀態輸出端相連接，開關的狀態由該端的電平高低所控制。當⑤為低電平0時，開關元件VS1因沒有觸發電壓而關閉，此時開關處於關斷狀態，在交流電的一個周期內，當輸入電壓為①正、②負時，電流經①進入，經過C1、R1、R2、D1後，由②流出；當②正、①負時，電流經②進入，經過D2、C2、R1、C1後，由①流出，同時對C2進行充電，當C2兩端的電壓達到D1的反向擊穿電壓臨界值時，D1開始反嚮導通，導通電流在R2上產生的電壓降觸發VS2，使VS2導通，此時C2停止充電；當C2兩端的電壓低於D1的反向擊穿電壓臨界值時，等下一個周期到來時VS2關斷，電源經過D2繼續對C2進行充電，在此穩壓管D1起到穩定輸出直流電壓的作用。當⑤為高電平1時，VS1首先獲得觸發電壓而導通，VS2也相繼導通，此時開關處於導通狀態，由於在交流電的每一個周期內，VS2並不是始終處於導通的狀態，而是D2、C2這一充電支路和VS2分流支路交替導通，所以，C2兩端的電壓能得到及時的補充，以維持直流輸出電壓不會下降，尤其是在VS2導通期間，由於二極體D2的隔離，直流輸出電壓並不會被VS2所短路，從而達到了在開關導通的情況下，該電源仍有穩定的直流電壓輸出，同時也實現了電子開關兩線制設計的目的。
本實用新型的有益效果是，可利用該電源實現電子開關產品的兩線制方案設計，滿足了人們直接替換普通機械式開關的需要，並且開關在導通的情況下，電源仍然有穩定的直流電壓輸出，不會出現自動關燈現象。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是常規電容降壓式整流穩壓電路的工作原理圖。
圖2是常規電容降壓式整流穩壓電路應用於聲控開關的工作原理圖。
圖3是常規電容降壓式整流穩壓電路應用於聲控開關的三線制連接原理圖。
圖4是本實用新型的電路原理圖。
圖5是本實用新型應用於遙控開關的一個實施例的工作原理圖。
圖6是本實用新型應用於遙控開關的另一個實施例的工作原理圖。
圖7是本實用新型應用於遙控開關的一個優選的具體實施方案。
圖1中，①、②交流電壓輸入端，③、④直流電壓輸出端，C1降壓電容，D1穩壓二極體，D2整流二極體，C2濾波電容。
圖2中，P白熾燈，①、②聲控開關的外接導線，VS聲控開關內部的可控矽開關元件。
圖3中，①、②、③電子開關的三根外接導線，①接零線，②接火線，⑨接白熾燈，P白熾燈。
圖4中，①、②交流電源輸入端，③、④直流電壓輸出端，⑤開關狀態控制端，VS1、VS2雙向可控矽開關元件，C1降壓電容，R1吸收電阻，D1穩壓二極體，D2整流二極體，R2降壓電阻，C2濾波電容，R3限流電阻。
圖5中，①、②遙控開關的外接導線，P白熾燈。
圖6中，①、②遙控開關的外接導線，P白熾燈。
圖7中，P白熾燈，①、②遙控開關的外接導線，粗實線所畫的大方框內部為整個遙控開關部分，C5高頻濾波電容，L高頻阻流線圈，C1降壓電容，R1吸收電阻，VS1、VS2雙向可控矽，R3限流電阻，C4、R4VS2的吸收回路，D1穩壓二極體，D2隔離二極體，R2降壓電阻，IC1集成三端穩壓器，C2、C3濾波電容。
具體實施方式
圖5是本實用新型應用於遙控開關的一個實施例的工作原理圖，在本例中，穩壓管D1的負極與VS2的T2極連接，正極與VS2的控制極連接，二極體D2的正極與VS2的T2極連接，D2的負極輸出直流電壓，採用這種連接方式時，電源輸出的是正電壓。
圖6是本實用新型應用於遙控開關的另一個實施例的電路原理圖，在本例中，穩壓管D1的正極與VS2的T2極連接，負極與VS2的控制極連接，二極體D2的負極與VS2的T2極連接，D2的正極輸出直流電壓，採用這種連接方式時，電源輸出的是負電壓。
圖7是本實用新型應用於遙控開關的一個優選的具體實施方案，在圖7中，開關的進線端首先連接一個由C5和線圈L組成的抗幹擾電路，以免交流電源線上的高頻電磁幹擾進入本開關，同時也避免開關自身所產生的高頻幹擾進入電力系統，VS1、VS2串聯電連接，將VS1、VS2的T1極作為串接點，該點作為電路內部的公共匯接點，直流輸出的負極由該點引出，C1、R1組成VS1的吸收回路，C4、R4組成VS2的吸收回路，以免VS1、VS2在開關瞬間產生幹擾，穩壓管D1的負極與可控矽VS2的T2極連接，D1的正極與可控矽VS2的控制極連接，D2的正極與VS2的T2極連接，D2的負極輸出正的直流電壓，為了使輸出電壓更加穩定，在電源的輸出端增加了由IC1和C3組成的集成穩壓電路。遙控接收電路的狀態輸出端S經過一隻限流電阻R3連接到VS1的控制極，當遙控接收電路接收到「關」的遙控指令時，遙控接收電路的狀態輸出端S輸出低電平信號0，此時開關元件VS1關閉，開關斷開，白熾燈P熄滅；當遙控接收電路接收到「開」的遙控指令時，遙控接收電路的狀態輸出端S輸出高電平信號1，該高電平控制電壓經過R3觸發可控矽VS1，使VS1打開，由於VS1的導通，此時降壓電容C1、R1支路被VS1所短路，迴路電流突然增大，流經R2的電流也突然增大，當R2上的壓降大於可控矽VS2的觸發電壓0.7V時，VS2也被觸發導通，此時開關打開，白熾燈點亮。在開關導通狀態下，由D2、C2所組成的直流輸出電路與VS2組成的分流支路交替導通，以滿足直流輸出電壓不會因為開關的導通而下降。
權利要求1.兩線制電子開關通用電源，由可控矽開關電路、交流降壓電路、直流輸出電路、以及穩壓分流電路所構成，其特徵是在電源的輸入端，將兩隻可控矽VS1與VS2串聯電連接，兩隻可控矽的T1極連接作為線路內部的公共接地點，交流輸入電壓由兩隻可控矽的T2極接入，在其中一隻可控矽VS1的T2與T1兩端並聯連接電容降壓支路C1、R1，另一隻可控矽VS2的T2極與控制極A兩端接一隻穩壓二極體D1，在可控矽VS2的T2與T1兩端通過一隻整流二極體D2輸出直流電壓。
2.根據權利要求1所述的兩線制電子開關通用電源，其特徵是穩壓管D1的負極與可控矽VS2的T2端電連接，D1的正極與VS2的控制極A電連接，二極體D2的正極與VS2的T2極電連接，D2的負極輸出正的直流電壓。
3.根據權利要求1所述的兩線制電子開關通用電源，其特徵是穩壓管D1的正極與可控矽VS2的T2端電連接，D1的負極與VS2的控制極A電連接，二極體D2的負極與VS2的T2極電連接，D2的正極輸出負的直流電壓。
專利摘要一種兩線制電子開關通用的電源電路，由可控矽開關電路VS1、VS2，交流降壓電路C1、R1，直流輸出電路D2、C2以及穩壓分流電路D1、R2、VS2所構成，適用於兩線制電子開關應用領域，該電源有5個連接端子，①和②為交流電源輸入端，同時也是開關產品的外接導線，③和④為直流電壓輸出端，供開關狀態控制電路工作使用，⑤為控制端，與開關狀態控制電路的狀態輸出端相連。用該電源設計出的電子開關產品只有①和②兩條外接導線，便於直接代換普通的機械開關，並且該電源的直流輸出電壓與開關的狀態無關，無論開關處於導通還是關斷狀態，③和④兩端都有直流電壓輸出。
文檔編號H02M7/04GK2622936SQ0229179
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月17日 優先權日2002年12月17日
發明者金海亮, 劉愛霞 申請人:金海亮, 劉愛霞