一種電子開關開態和斷態供電電路的製作方法
2023-10-27 22:17:47 1
專利名稱：一種電子開關開態和斷態供電電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子開關電路，具體說是電子開關開態和斷態供電電路的一種改進技術。
背景技術：
目前，在使用二線制的電子開關產品中，大多數是將主迴路交流電整流，整流後的直流電分流一部分供控制電路，控制電路一般工作於開態和斷態觸發的狀態，在斷態時，由於控制電路消耗的電流也是電子開關主迴路的電流，所以電子開關主迴路的電流必須較大，這就造成現有的電子開關產品不能控制小功率負載，如固體發光二極體、節能燈和螢光燈，由於要求主迴路電流較大，要求整流二極體功率大、體積大，且二極體和濾波電容的發熱量嚴重，這樣會使產品存在嚴重的故障隱患。
針對電子開關開態和斷態的供電及觸發電路，各廠家提出了一些改進性的方案1、直接通過給電容充電，當電容兩端電壓達到雙向可控矽的閥值電壓，可控矽打開，主迴路導通。如目前行業內的調光、調速開關，其缺點是應用範圍窄。2、開態和斷態控制部分同一供電電路。如目前行業內的觸摸開關、聲光控開關、人體感應開關等，其缺點是斷態電流大，只能控制白熾燈負載，不能控制維持電流小的節能燈。3、將開態和斷態的供電分開，其實現方式是先將主迴路電流整流，再取出部分直流電作為控制電流。其缺點是對整流器件要求高、且發熱嚴重，限制了負載功率擴展。
中國專利號為ZL01128153.7公開了一種二線制電子開關開態供電電路，包括一個主控可控矽SCR和一個與該主控可控矽SCR兩端並聯的一個先於主控可控矽SCR導通一個小相角的開態供電支路，所述的開態供電支路包括，可控矽S，CR4、電阻R1、二極體D6、電解電容C4、電容C5、橋式整流器FD3，橋式整流器FD3的一交流輸入端聯接主控可控矽SCR的陽極於主控迴路橋式整流器FD3的另一交流輸入端聯接主控可控矽SCR的觸發極、電容C5的一端，電容C5的另一端聯接主控可控矽SCR的陰極，橋式整流器FD3的正電壓輸出端聯接可控矽SCR4的陽極，橋式整流器FD3的負電壓輸出端聯接電阻Rn、電解電容C4的負極於公共地端正點，電阻Rn的另一端聯接可控矽SCR4的陰極、二極體D6的正端，二極體D6的負極聯接電解電容C4的正極於供電輸出端P7點，可控矽SCR4的觸發極聯結於觸發信號輸入端F。由於在可控矽SCR的觸發極沒有有效地隔離因電子開關關閉狀態時，迴路中的大電流，因此可控矽SCR有可能被誤觸發導通。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種電路簡單、成本低、可靠性高、功耗低的電子開關開態和斷態供電電路。
本實用新型通過以下技術方案來實現設計一種電子開關開態和斷態供電電路，包括串接於火線和零線之間的開關主迴路，在主迴路中順序聯接有負載LOAD、半導體開關Q1，以及與半導體開關Q1聯接的控制電路，在半導體開關Q1與控制電路之間聯接有電子開關開態和斷態控制部分供電電路。
所述的半導體開關Q1為交流開關，可以為能實現電流觸發或電壓觸發或光信號觸發的雙向晶閘管或雙向可控矽或光控雙向可控矽。
本實用新型優選的方案一是所述的半導體開關Q1為雙向可控矽，開態和斷態控制部分供電電路包括整流電路、電阻R3、R4、穩壓二極體Z1、Z2、穩壓器件Z3、二極體D1、D2、電解電容E1、E2、可控矽Q2，整流電路並接於雙向可控矽兩主控制電極之間，同時還與可控矽Q2的陽極和電阻R4的一端聯接，可控矽Q2的觸發極與控制電路聯接，電阻R4的另一端與穩壓器件Z3、電阻R3的一端、電解電容E2的正極和控制模塊M1聯接，電阻R3的另一端與電解電容E1的正極、二極體D1的陰極、穩壓二極體Z2的陰極聯接，穩壓二極體Z2的陽極、電解電容E1、E2的負極接地，二極體D1的陽極與可控矽Q2的陰極和穩壓器件Z1的陰極聯接，穩壓器件Z1的陽極與二極體D2的陽極聯接，D2的陰極與雙向可控矽的觸發極聯接。在二極體D2的陽極通過限流電阻R1接地，穩壓二極體Z1的陰極通過限流電阻R2接地。所述的整流電路可以為半波整流電路或全波整流電路或橋式整流電路；所述的穩壓器件Z3可以為穩壓二極體或三端穩壓器。
本實用新型優選的方案二是所述的所述的半導體開關Q1為光控雙向可控矽，光控雙向可控矽由光觸發可控矽Q3和發光二極體LED組成，開態和斷態控制部分供電電路包括整流電路、電阻R5、R6、R7、R8、穩壓二極體Z4、Z5、穩壓器件Z6、二極體D3、D4、電解電容E3、E4、可控矽Q4，光觸發可控矽Q3兩主控制電極分別與火線和零線聯接，整流電路與火線和發光二極體LED聯拉，並且與可控矽Q4的陽極和電阻R8的一端聯接，可控矽Q4的觸發極與控制電路聯接，電阻R8的另一端與穩壓器件Z6、電阻R7的一端、電解電容E4的正極和控制模塊M1聯接，電阻R7的另一端與電解電容E3的正極、二極體D3的陰極、穩壓二極體Z5的陰極聯接，穩壓二極體Z5的陽極、電解電容E3、E4的負極接地，二極體D3的陽極與可控矽Q4的陰極、電阻R5的一端和電阻R6的一端聯接，電阻R5的另一端與發光二極體LED的一端聯接，發光二極體LED的另一端與穩壓二極體Z4的陰極聯接，穩壓二極體Z4的陽極與電阻R6的另一端聯接後接地。所述的整流電路可以為半波整流電路或全波整流電路或橋式整流電路；所述的穩壓器件Z3可以為穩壓二極體或三端穩壓器。
本實用新型具有以下優點1、負載LOAD功率擴充簡單，只需選擇不同功率的半導體開關Q1即可完成；2、整流器件B1成本低，流過的電流小，幾乎不發熱、且可靠性高；3、斷態功耗極低，特別適合控制節能燈的電子開關；4、電路實現簡單、經濟適用。本電路適用的負載包括阻性負載(包括鎢絲燈、固體發光二極體、節能燈)、感性負載(螢光燈、風扇)、容性負載。
圖1為本實用新型實施例一電子開關開態和斷態供電電路原理圖；圖2為本實用新型實施例二電子開關開態和斷態供電電路原理圖。
具體實施方式
下面參考附圖進行詳細說明實施例一如圖1所示，本實用新型電子開關開態和斷態供電電路原理圖，包括串接於火線L和零線N之間的開關主迴路，在主迴路中順序聯接有負載LOAD、雙向可控矽，以及與雙向可控矽聯接的控制電路，在雙向可控矽與控制電路之間聯接有電子開關開態和斷態控制部分供電電路。所述的開態和斷態控制部分供電電路包括由整流橋B1組成的整流電路、電阻R3、R4、穩壓二極體Z1、Z2、Z3、二極體D1、D2、電解電容E1、E2、單向可控矽Q2，整流橋B1的1腳、3腳並接於雙向可控矽兩主控制電極之間，整流橋B1的2腳與可控矽Q2的陽極和電阻R4的一端聯接，可控矽Q2的觸發極與控制電路聯接，電阻R4的另一端與穩壓二極體Z3的陰極、電阻R3的一端、電解電容E2的正極和控制電路中的控制模塊M1聯接，電阻R3的另一端與電解電容E1的正極、二極體D1的陰極、穩壓二極體Z2的陰極聯接，穩壓二極體Z2的陽極、電解電容E1、E2的負極接地，二極體D1的陽極與單向可控矽Q2的陰極和穩壓器件Z1的陰極聯接，穩壓器件Z1的陽極與二極體D2的陽極聯接，D2的陰極與雙向可控矽的觸發極聯接。在二極體D2的陽極通過限流電阻R1接地，穩壓二極體Z1的陰極通過限流電阻R2接地。二極體D2的與雙向可控矽的觸發極反偏聯接(其陰極與觸發極聯接)，起到有效地隔離因電子開關關閉狀態時，迴路中的大電流，因此雙向可控矽不會被誤觸發導通。在沒有觸發信號時單向可控矽Q2阻斷，可控矽Q2的陰極通過電阻R2接地為地電位，二極體D1反偏載止。整流橋B1、電阻R4、穩壓二極體Z3、濾波電容E2組成斷態控制部分供電電路；開態控制部分供電電路由整流橋B1，電阻R3、穩壓二極體Z2、Z3、單向可控矽Q2，二極體D1、濾波電容E1、E2組成，其供電過程是假定控制電路輸出的是開關信號的開啟電壓，單向可控矽Q2導通，負載LOAD工作，電流增大，單向可控矽Q2導通將被保持，隨著流過單向可控矽Q2電流的增大，二極體D1導通，電源向電解電容E1充電，隨著電解電容E1電壓的不斷上升，當達到穩壓二極體Z2的穩壓值時，穩壓二極體Z2導通，產生觸發，使二極體D2、穩壓二極體Z1和雙向可控矽都導通；雙向可控矽導通直到當交流半波電壓的變化使其零流關斷。
實施例二如圖2所示，本實用新型電子開關開態和斷態供電電路原理圖，包括串接於火線L和零線N之間的開關主迴路，在主迴路中順序聯接有負載LOAD、光控雙向可控矽，以及與光控雙向可控矽聯接的控制電路，在光控雙向可控矽與控制電路之間聯接有電子開關開態和斷態控制部分供電電路。所述的光控雙向可控矽由光觸發可控矽Q3和發光二極體LED組成，開態和斷態控制部分供電電路包括由整流橋B2組成的整流電路、電阻R5、R6、R7、R8、穩壓二極體Z4、Z5、穩壓器件Z6、二極體D3、D4、電解電容E3、E4、雙向可控矽Q4，光觸發可控矽Q3兩主電極分別與火線和負載LOAD聯接，整流橋B2的1腳、3腳分別與火線、發光二極體LED聯拉，並且與雙向可控矽Q4的陽極和電阻R8的一端聯接，雙向可控矽Q4的觸發極與控制電路聯接，電阻R8的另一端與三端穩壓器Z6、電阻R7的一端、電解電容E4的正極和控制模塊M1聯接，電阻R7的另一端與電解電容E3的正極、二極體D3的陰極、穩壓二極體Z5的陰極聯接，穩壓二極體Z5的陽極、電解電容E3、E4的負極接地，二極體D3的陽極與可控矽Q4的陰極、電阻R5的一端和電阻R6的一端聯接，電阻R5的另一端與發光二極體LED的一端聯接，發光二極體LED的另一端與穩壓二極體Z4的陰極聯接，穩壓二極體Z4的陽極與電阻R6的另一端聯接後接地。在沒有觸發信號時可控矽Q4阻斷，二極體D3反偏載止，電源通過整流橋B2、電阻R8、三端穩壓器Z6、濾波電容E4組成斷態控制部分電路向控制電路供電；開態控制部分供電電路由整流橋B2，電阻R5、穩壓二極體Z4、Z5、可控矽Q4、二極體D3、濾波電容E3、E4組成，其供電過程是當控制電路輸出的是開關信號的開啟電壓，可控矽Q4導通，負載LOAD工作，迴路電流增大，可控矽Q4保持導通將，隨著流過雙向可控矽Q4電流的增大，二極體D3導通，電源向電解電容E3充電，隨著電解電容E3電壓的不斷上升，當達到穩壓二極體Z6的穩壓值時，穩壓二極體Z4導通，產生觸發，使光控雙向可控矽中的發光二極體LED發光，光觸發可控矽Q3導通直到當交流半波電壓的變化使其零流關斷。
權利要求1.一種電子開關開態和斷態供電電路，包括串接於火線和零線之間的開關主迴路，在主迴路中順序聯接有負載LOAD、半導體開關Q1，以及與半導體開關Q1聯接的控制電路，其特徵在於在半導體開關Q1與控制電路之間聯接有電子開關開態和斷態控制部分的供電電路。
2.根據權利要求1所述的電子開關開態和斷態供電電路，其特徵在於所述的半導體開關Q1為交流開關、能實現電流觸發或電壓觸發或光信號觸發的雙向晶閘管或雙向可控矽或光控雙向可控矽。
3.根據權利要求2所述的電子開關開態和斷態供電電路，其特徵在於所述的半導體開關Q1為雙向可控矽，開態和斷態控制部分的供電電路包括整流電路、電阻R3、R4、穩壓二極體Z1、Z2、穩壓器件Z3、二極體D1、D2、電解電容E1、E2、可控矽Q2，整流電路並接於雙向可控矽兩主控制電極之間，同時還與可控矽Q2的陽極和電阻R4的一端聯接，可控矽Q2的觸發極與控制電路聯接，電阻R4的另一端與穩壓器件Z3、電阻R3的一端、電解電容E2的正極與控制電路中的控制模塊M1聯接，電阻R3的另一端與電解電容E1的正極、二極體D1的陰極、穩壓二極體Z2的陰極聯接，穩壓二極體Z2的陽極、電解電容E1、E2的負極接地，二極體D1的陽極與可控矽Q2的陰極和穩壓器件Z1的陰極聯接，穩壓器件Z1的陽極與二極體D2的陽極聯接，D2的陰極與雙向可控矽的觸發極聯接。
4.根據權利要求3所述的電子開關開態和斷態供電電路，其特徵在於在二極體D2的陽極通過限流電阻R1接地，穩壓二極體Z1的陰極通過限流電阻R2接地。
5.根據權利要求4所述的電子開關開態和斷態供電電路，其特徵在於所述的整流電路為半波整流電路或全波整流電路或橋式整流電路；所述的穩壓器件Z3為穩壓二極體或三端穩壓器。
6.根據權利要求2所述的電子開關開態和斷態供電電路，其特徵在於所述的半導體開關Q1為光控雙向可控矽，光控雙向可控矽由光觸發可控矽Q3和發光二極體LED組成，開態和斷態控制部分供電電路包括整流電路、電阻R5、R6、R7、R8、穩壓二極體Z4、Z5、穩壓器件Z6、二極體D3、D4、電解電容E3、E4、可控矽Q4，光觸發可控矽Q3兩主控制電極分別與火線和零線聯接，整流電路與火線和發光二極體LED聯接，並且與可控矽Q4的陽極和電阻R8的一端聯接，可控矽Q4的觸發極與控制電路聯接，電阻R8的另一端與穩壓器件Z6、電阻R7的一端、電解電容E4的正極和控制模塊M1聯接，電阻R7的另一端與電解電容E3的正極、二極體D3的陰極、穩壓二極體Z5的陰極聯接，穩壓二極體Z5的陽極、電解電容E3、E4的負極接地，二極體D3的陽極與可控矽Q4的陰極、電阻R5的一端和電阻R6的一端聯接，電阻R5的另一端與發光二極體LED的一端聯接，發光二極體LED的另一端與穩壓二極體Z4的陰極聯接，穩壓二極體Z4的陽極與電阻R6的另一端聯接後接地。
7.根據權利要求6所述的電子開關開態和斷態供電電路，其特徵在於所述的整流電路為半波整流電路或全波整流電路或橋式整流電路；所述的穩壓器件Z3為穩壓二極體或三端穩壓器。
專利摘要本實用新型公開了一種電子開關開態和斷態供電電路，包括串接於火線和零線之間的開關主迴路，在主迴路中順序聯接有負載LOAD、半導體開關Q1，以及與半導體開關Q1聯接的控制電路，在半導體開關Q1與控制電路之間聯接有電子開關開態和斷態控制部分供電電路，所述的半導體開關Q1為交流開關、能實現電流觸發或電壓觸發或光信號觸發的雙向晶閘管或雙向可控矽或光控雙向可控矽。本實用新型電路具有負載功率擴充簡單，只需選擇不同功率的半導體開關即可完成；整流電路選用成本低的整流器橋，流過的電流小，幾乎不發熱、且可靠性高；斷態功耗極低，特別適合控制節能燈的電子開關；電路實現簡單、經濟適用。
文檔編號H03K17/725GK2899288SQ200620055578
公開日2007年5月9日 申請日期2006年2月25日 優先權日2006年2月25日
發明者溫尚霖 申請人:惠州愛帝威電工科技有限公司