專利名稱：二線制電子開關(guān)的工作電源和功率解決方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明電子開關(guān)領(lǐng)域，可應(yīng)用于二線制的無線射頻遙控開關(guān)、紅外線遙 控開關(guān)、人體紅外線感應(yīng)開關(guān)、聲光控開關(guān)、觸摸開關(guān)、定時(shí)開關(guān)等。
背景技術(shù)：
當(dāng)負(fù)載關(guān)閉時(shí)，二線制電子開關(guān)依靠流過負(fù)載的漏電流來獲取工作電源。如果漏 電流過小，就會(huì)造成二線制電子開關(guān)因工作電流或電壓不夠而無法正常工作。反之，如果漏 電流較大，控制節(jié)能燈、熒光燈時(shí)，這些燈在關(guān)燈后就會(huì)出現(xiàn)頻繁閃光現(xiàn)象?，F(xiàn)有的二線制 電子開關(guān)由于無法解決漏電流問題，要么工作不穩(wěn)定或性能差，要么會(huì)出現(xiàn)負(fù)載燈頻繁閃 光現(xiàn)象。當(dāng)負(fù)載開啟時(shí)，二線制電子開關(guān)利用功率半導(dǎo)體開關(guān)器件與負(fù)載分壓，來獲取工 作電源。如果分壓的方法不適當(dāng)，或者分壓的時(shí)間較長，分取的電壓較大，就會(huì)造成功率半 導(dǎo)體開關(guān)器件發(fā)熱，這樣不但會(huì)降低電子開關(guān)的帶負(fù)荷能力，而且容易使其損壞。電子開關(guān) 的功耗越大，分壓的時(shí)間越長?，F(xiàn)有的二線制電子開關(guān)由于自身功耗較大，以及分壓方法不 恰當(dāng)，造成功率半導(dǎo)體開關(guān)器件發(fā)熱較大，因此產(chǎn)品功率都做得比較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的有兩個(gè)一、解決二線制電子開關(guān)的工作電源問題，消除負(fù)載關(guān)閉時(shí) 出現(xiàn)的負(fù)載燈頻繁閃光現(xiàn)象；二、提高二線制電子開關(guān)的帶負(fù)荷能力。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種二線制電子開關(guān)的工作電源和功率解決方案， 它由關(guān)態(tài)取電電路、開關(guān)執(zhí)行電路、開態(tài)取電電路、穩(wěn)壓電路、開關(guān)控制電路組成。關(guān)態(tài)取電 電路包含一個(gè)降壓限流電容。開關(guān)執(zhí)行電路包含一個(gè)磁保持繼電器，磁保持繼電器有一組 常開觸頭和一個(gè)線圈，當(dāng)常開觸頭斷開時(shí)，負(fù)載關(guān)閉；當(dāng)常開觸頭閉合時(shí)，負(fù)載開啟。開態(tài)取 電電路包含一個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管。穩(wěn)壓電路包含一個(gè)三端穩(wěn)壓器。開關(guān)控制電路包含一個(gè)微 處器。VPP、VDD和VCC是電子開關(guān)的工作直流電源，均為正電壓，并且共用直流電源地。在 穩(wěn)壓電路中，VPP經(jīng)過大約1伏電壓降后連接到VDD，VDD連接到三端穩(wěn)壓器的輸入端，三端 穩(wěn)壓器的輸出端連接到VCC，VPP、VDD和VCC分別接有儲(chǔ)能和濾波電容。VPP為開關(guān)執(zhí)行電 路提供工作電源，它的最大值等于磁保持繼電器的線圈最大工作電壓。VDD為開關(guān)控制電路 和開態(tài)取電電路提供工作電源。VCC為開關(guān)控制電路提供工作電源，其電壓值與微處器的工 作電壓一致。所述關(guān)態(tài)取電電路由降壓限流電容和開關(guān)電源電路組成，它在負(fù)載關(guān)閉時(shí)向電子 開關(guān)提供工作電能。開關(guān)電源電路由全波整流橋堆、偏置電阻、壓敏電阻、三極管、變壓器、 反饋電阻、反饋電容、二個(gè)整流二級(jí)管組成。三極管為NPN型高壓開關(guān)晶體管。變壓器有初 級(jí)、次級(jí)和反饋三個(gè)繞組。市電零線經(jīng)過負(fù)載連接到降壓限流電容的一端，降壓限流電容的 另一端連接到整流橋堆的一個(gè)交流輸入端。整流橋堆的另一個(gè)交流輸入端連接到直流電源 地。整流橋堆的正極連接到變壓器的初級(jí)繞組同名端，整流橋堆的負(fù)極連接到變壓器的反饋繞組異名端。偏置電阻的一端連接到整流橋堆的正極，偏置電阻的另一端連接到壓敏電 阻的一端，壓敏電阻的另一端連接到三極管的基極。反饋電容的一端連接到三極管的基極， 另一端連接到變壓器的反饋繞組同名端。反饋電阻的一端連接到三極管的發(fā)射極，另一端 連接到整流橋堆的負(fù)極。三極管的集電極連接到變壓器的初級(jí)繞組異名端。變壓器的次級(jí) 繞組異名端連接到二個(gè)整流二級(jí)管的陽極，變壓器的次級(jí)繞組同名端連接到直流電源地。 一個(gè)整流二極管的陰極連接到電源VPP，另一個(gè)整流二極管的陰極連接到電源VDD。在負(fù)載 關(guān)閉時(shí)，降壓限流電容可以限制流過負(fù)載的漏電流，減小其電容值，可以減少流經(jīng)負(fù)載的漏 電流，從而減小負(fù)載關(guān)閉后的閃光現(xiàn)象。開關(guān)電源電路相當(dāng)于電壓變換器，它將輸入的高電 壓小電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為低電壓大電流信號(hào)輸出，一方面滿足了電子開關(guān)對(duì)工作電源的低電壓 要求，另一方面增大了直流供應(yīng)電流。整流橋堆的正極經(jīng)過串聯(lián)的偏置電阻和壓敏電阻連 接到三極管的基極，用于控制三極管在開關(guān)電源輸入電壓比較高的時(shí)刻導(dǎo)通，這樣不但能 夠增大開關(guān)電源的輸出電流和電壓，而且能夠間隔地阻斷漏電流從負(fù)載流過，進(jìn)一步減少 負(fù)載關(guān)閉后的閃光現(xiàn)象，從而徹底消除負(fù)載燈的閃光現(xiàn)象。所述開關(guān)執(zhí)行電路由放電場(chǎng)效應(yīng)管、充電場(chǎng)效應(yīng)管、中繼場(chǎng)效應(yīng)管、分壓電阻、限 流電阻、發(fā)光二極管、電解電容、磁保持繼電器組成。三個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管、分壓電阻、限流電阻、電 解電容構(gòu)成磁保持繼電器的驅(qū)動(dòng)電路。三個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管均為低電壓、小功率的N溝道增強(qiáng)型 MOS管。磁保持繼電器有一組常開觸頭和一個(gè)線圈，按照吸合動(dòng)作區(qū)分，線圈有正極和負(fù)極 兩個(gè)接線端。放電場(chǎng)效應(yīng)管、中繼場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接到開關(guān)控制電路中微處器的一個(gè)輸 出端口，該輸出端口向開關(guān)執(zhí)行電路提供負(fù)載開關(guān)信號(hào)。放電場(chǎng)效應(yīng)管、中繼場(chǎng)效應(yīng)管的 源極連接到直流電源地。中繼場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和充電場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接到限流電阻的一 端；限流電阻的另一端和發(fā)光二極管的陰極連接到分壓電阻的一端；分壓電阻的另一端和 發(fā)光二極管的陽極連接到電源VPP。充電場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接到電源VPP。放電場(chǎng)效應(yīng)管 的漏極和充電場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接到電解電容的正極；電解電容的負(fù)極連接到磁保持繼電 器的線圈正極接線端；線圈的負(fù)極接線端連接到直流電源地。磁保持繼電器的常開觸頭一 端連接到負(fù)載的一端，常開觸頭的另一端連接到開態(tài)取電電路中功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極。當(dāng) 中繼場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓由高變低時(shí)，磁保持繼電器的常開觸頭閉合，負(fù)載因此開啟。當(dāng)中 繼場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓由低變高時(shí)，磁保持繼電器的常開觸頭斷開，負(fù)載因此關(guān)閉。磁保持 繼電器的驅(qū)動(dòng)電路采用場(chǎng)效應(yīng)管作為開關(guān)元件，由于場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件，其輸入阻 抗極高，因此輸入電流微小，這樣可以節(jié)省功耗。磁保持繼電器觸頭的通斷是依靠驅(qū)動(dòng)電路 向其線圈施加激勵(lì)脈沖來實(shí)現(xiàn)的，線圈平時(shí)不消耗電能，因此非常省電。當(dāng)電源VPP經(jīng)過充 電場(chǎng)效應(yīng)管向電解電容充電時(shí)，在線圈兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，使磁保持繼電器吸合，這時(shí) 需要耗電。當(dāng)電解電容通過放電場(chǎng)效應(yīng)管放電時(shí)，在線圈兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，使磁保持 繼電器斷開，這時(shí)不需要耗電，因此使線圈的功耗更低。負(fù)載開啟時(shí)發(fā)光二極管不發(fā)光，負(fù) 載關(guān)滅時(shí)發(fā)光二極管發(fā)光。發(fā)光二極管不僅可以指示負(fù)載的開關(guān)狀態(tài)，還方便用戶在黑暗 中迅速找到電子開關(guān)所在位置。發(fā)光二極管安插在磁保持繼電器的驅(qū)動(dòng)電路中，不單獨(dú)消 耗電流，因此節(jié)省功耗。所述的開態(tài)取電電路由功率場(chǎng)效應(yīng)管、瞬態(tài)抑制二極管、保護(hù)電容、保護(hù)電阻、驅(qū) 動(dòng)電阻、下拉電阻、整流二極管、過壓檢測(cè)電路、單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路組成。在負(fù)載開啟時(shí)，它 既為負(fù)載提供電流通路，又為電子開關(guān)提供工作電能。功率場(chǎng)效應(yīng)管采用低電壓、大電流、超低導(dǎo)通電阻的N溝道增強(qiáng)型功率MOS管，其內(nèi)部帶有大功率單向穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓二極管 的陽極、陰極分別連接到功率場(chǎng)效應(yīng)管的源極、漏極。功率場(chǎng)效應(yīng)管的超低導(dǎo)通電阻使其發(fā) 熱量較小，有利于提高電子開關(guān)的帶負(fù)載能力。功率場(chǎng)效應(yīng)管的輸入阻抗極高，輸入電流微 小，因此可以節(jié)省功耗。瞬態(tài)抑制二極管的陽極、陰極分別連接到功率場(chǎng)效應(yīng)管的源極、漏 極。功率場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接到火線(火線也是直流電源地)。功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接 到開關(guān)執(zhí)行電路中磁保持繼電器的常開觸頭一端，常開觸頭的另一端接到負(fù)載的一端，負(fù) 載的另一端連接到零線。功率場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接到保護(hù)電容和驅(qū)動(dòng)電阻的一端，保護(hù)電 容的另一端連接到保護(hù)電阻的一端，保護(hù)電阻的另一端連接到功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極。驅(qū)動(dòng) 電阻的另一端連接到下拉電阻的一端，同時(shí)連接到單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路的輸出端，下拉電阻 的另一端連接到直流電源地。整流二極管的陽極連接到功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極，整流二極管 的陰極連接到電源VPP。電源VDD為過壓檢測(cè)電路和單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路提供工作電源。當(dāng) 電流從功率場(chǎng)效應(yīng)管的源極流入時(shí)，不需要在柵極與源極之間施加正電壓，即使功率場(chǎng)效 應(yīng)管的溝道關(guān)斷，全部電流也可以從內(nèi)部的穩(wěn)壓二極管正向流過，此時(shí)功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏 極電壓接近零，整流二極管反向截止，不向電源VPP輸送電能。當(dāng)電流從功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏 極流入時(shí)，其內(nèi)部的穩(wěn)壓二極管反向截止，如果不在柵極與源極之間施加正電壓，則溝道關(guān) 斷，電流無法流過功率場(chǎng)效應(yīng)管，漏極相對(duì)直流電源地就會(huì)有正電壓產(chǎn)生，此正電壓通過整 流二極管向電源VPP供電。過壓檢測(cè)電路對(duì)電源VPP或者功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極進(jìn)行電壓檢 測(cè)，當(dāng)VPP或者功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電壓超過某一規(guī)定電壓值時(shí)，過壓檢測(cè)電路就會(huì)向單 穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路輸出一個(gè)觸發(fā)信號(hào)。當(dāng)單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)，立即輸出一個(gè) 正脈沖，此正脈沖經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電阻傳遞到功率場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，從而打開功率場(chǎng)效應(yīng)管的溝 道，讓電流流過。正脈沖的電壓幅度與電源VDD —致，正脈沖的寬度大于市電交流周期的五 分之四，但小于市電交流周期。當(dāng)功率場(chǎng)效應(yīng)管的溝道打開時(shí)，其漏極電壓接近零，因此停 止向電源VPP供電，過壓檢測(cè)電路輸出的觸發(fā)信號(hào)也消失。當(dāng)正脈沖結(jié)束時(shí)，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí) 電路的輸出恢復(fù)為穩(wěn)定狀態(tài)，電壓為零。瞬態(tài)抑制二極管的反向關(guān)態(tài)電壓略高于上述規(guī)定 電壓值，它可以抑制瞬態(tài)浪涌電壓，保護(hù)功率場(chǎng)效管和其它元件。保護(hù)電容和保護(hù)電阻構(gòu)成 保護(hù)電路，如果負(fù)載開啟時(shí)有浪涌電流，那么保護(hù)電路就會(huì)將功率場(chǎng)效應(yīng)管的溝道及時(shí)打 開，讓電流流過，從而避免功率場(chǎng)效應(yīng)管過壓擊穿，而且能夠減少傳導(dǎo)輻射。


圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)框圖
圖2是本發(fā)明的整體電路原理圖
圖3是本明中開態(tài)取電電路的第--種實(shí)施案例
圖4是本明中開態(tài)取電電路的第二二種實(shí)施案例
圖5是本明中開態(tài)取電電路的第三三種實(shí)施案例
圖6是本明中開態(tài)取電電路的第四種實(shí)施案例
圖7是本明中開態(tài)取電電路的第五種實(shí)施案例
圖8是本明中開態(tài)取電電路的第六種實(shí)施案例
圖9是本明中開態(tài)取電電路的第七種實(shí)施案例
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。如圖1所示，二線制電子開關(guān)(1)與負(fù)載串聯(lián)接到市電的火線和零線上。如圖2如所示，二線制電子開關(guān)(1)由關(guān)態(tài)取電電路O)、開關(guān)執(zhí)行電路(3)、開態(tài) 取電電路G)、穩(wěn)壓電路(6)、開關(guān)控制電路(7)組成。VPP、VDD和VCC是電子開關(guān)的工作 直流電源，均為正電壓，并且共用直流電源地。VPP為開關(guān)執(zhí)行電路(3)提供工作電源。VDD 為開關(guān)控制電路(7)和開態(tài)取電電路(4)提供工作電源。VCC為開關(guān)控制電路(7)提供工 作電源，其電壓值與微處器Ul的工作電壓一致。直流電源地與市電火線直接相連。如圖2所示，關(guān)態(tài)取電電路⑵包括降壓限流電容C2和開關(guān)電源電路(5)。開關(guān) 電源電路(5)由全波整流橋堆BR1、偏置電阻R4、壓敏電阻VR1、三極管Q2、變壓器Tl、反饋 電阻R5、反饋電容C3、二個(gè)整流二級(jí)管D2、D3組成。Q2為NPN型高壓開關(guān)晶體管。當(dāng)負(fù)載 關(guān)閉時(shí)(磁保持繼電器Kl的常開觸頭斷開)，電子開關(guān)(1)兩端的交流信號(hào)，經(jīng)C2降壓后， 送至BRl的二個(gè)交流輸入端，作為開關(guān)電源電路(5)的輸入信號(hào)。開關(guān)電源電路(5)將輸 入的高電壓低電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為低電壓大電流信號(hào)，向電源VPP和VDD輸送電能。C2可以控 制流過負(fù)載的漏電流，減小C2的電容，可以減少流經(jīng)負(fù)載的漏電流，從而減少負(fù)載關(guān)閉后 的閃光現(xiàn)象。C2為高壓陶瓷電容，其電容值為數(shù)納法。R4和VRl串聯(lián)接到Q2的基極，用于 控制Q2在開關(guān)電源( 輸入電壓比較高的時(shí)刻導(dǎo)通，這樣不但能夠增大開關(guān)電源( 的輸 出電流和電壓，而且能夠間隔地阻斷漏電流從負(fù)載流過，減少負(fù)載關(guān)閉后的閃光現(xiàn)象，從而 消除負(fù)載燈的閃光發(fā)生。R4的電阻值為數(shù)兆歐姆，VRl的電壓值低于市電交流電壓。如圖2所示，開關(guān)執(zhí)行電路(3)由放電場(chǎng)效應(yīng)管Q4、充電場(chǎng)效應(yīng)管Q5、中繼場(chǎng)效應(yīng) 管Q3、分壓電阻R7、限流電阻R8、發(fā)光二極管LD1、電解電容C5、磁保持繼電器Kl組成。當(dāng) 開關(guān)控制電路(7)中的微處器Ul向開關(guān)執(zhí)行電路(3)輸出的電壓由高變低時(shí)，Q3和Q4關(guān) 斷，Q5導(dǎo)通，LDl不發(fā)光，電源VPP經(jīng)Q5、K1的線圈向C5充電，在C5充電過程中Kl的線圈 正極和負(fù)極兩端就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，線圈受正脈沖激勵(lì)將Kl的常開觸頭閉合，負(fù)載因此 開啟。當(dāng)微處器Ul向開關(guān)執(zhí)行電路(3)輸出的電壓由低變高時(shí)，Q3和Q4導(dǎo)通，Q5關(guān)斷， LDl發(fā)光，C5兩端的電壓經(jīng)Q4、K1的線圈放電，在C5放電過程中Kl的線圈正極和負(fù)極兩端 就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，線圈受負(fù)脈沖激勵(lì)將Kl的常開觸頭斷開，負(fù)載因此關(guān)閉。三個(gè)場(chǎng)效 應(yīng)管Q3、Q4、Q5均為低電壓、小功率的N溝道增強(qiáng)型MOS管，其輸入阻抗極高，輸入電流微 小，因此功耗極小。Kl只在吸合時(shí)刻需要耗電，其它時(shí)間都不耗電，因此功耗非常低。發(fā)光 二極管LDl安插在Kl的驅(qū)動(dòng)電路中，不單獨(dú)消耗電流，因此節(jié)省功耗。負(fù)載開啟時(shí)LDl不 發(fā)光，負(fù)載關(guān)滅時(shí)LDl發(fā)光。發(fā)光二極管LDl不僅可以指示負(fù)載的開關(guān)狀態(tài)，還方便用戶在 黑暗中迅速找到電子開關(guān)所在位置。C5的電容值要根據(jù)Kl對(duì)線圈激勵(lì)脈沖的寬度要求來 確定。如圖2所示，穩(wěn)壓電路(6)由電容C6、C7、C8、C9、CIO、C11、穩(wěn)壓二極管Z2、電阻 R10、整流二極管D5、三端穩(wěn)壓器Q6組成。Z2的穩(wěn)壓值等于磁保持繼電器Kl的線圈最大工 作電壓。VDD比VPP低大約1伏。穩(wěn)壓電路(6)的主要功能是儲(chǔ)能、濾波、穩(wěn)壓，為電子開關(guān) (1)提供直流工作電源。三端穩(wěn)壓器Q6為低壓降、微功耗、正壓輸出型線性穩(wěn)壓器。如圖2所示，開關(guān)控制電路(7)由微處理器Ul和感應(yīng)電路組成。Ul是具有休眠 功能的低功耗通用型微處器，在其應(yīng)用程序中應(yīng)盡量多使用休眠，以節(jié)省功耗。感應(yīng)電路可以是無線射頻遙控接收電路、紅外線遙控接收電路、人體紅外線感應(yīng)電路、聲光感應(yīng)電路、 觸摸感應(yīng)電路、定時(shí)設(shè)置電路中任意一種。電源VDD和VCC為感應(yīng)電路提供工作電源，感應(yīng) 電路的輸出接到微處理器Ul的一個(gè)輸入端口。Ul對(duì)感應(yīng)電路傳送來的信號(hào)進(jìn)行處理和判 斷，然后向開關(guān)執(zhí)行電路(3)發(fā)送負(fù)載開關(guān)信號(hào)。如圖2所示，開態(tài)取電電路由功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1、瞬態(tài)抑制二極管Z1、保護(hù)電容 Cl、保護(hù)電阻R1、驅(qū)動(dòng)電阻R2、下拉電阻R3、整流二極管D1、過壓檢測(cè)電路、單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電 路組成。在負(fù)載開啟時(shí)，它既為負(fù)載提供電流通路，又為電子開關(guān)(1)提供工作電能。Ql采 用低電壓、大電流、超低導(dǎo)通電阻的N溝道增強(qiáng)型功率MOS管，其內(nèi)部帶有大功率單向穩(wěn)壓 二極管，穩(wěn)壓二極管的陽極、陰極分別連接到Ql的源極、漏極。Ql的輸入阻抗極高，輸入電 流微小，因此可節(jié)省功耗?，F(xiàn)在，這類功率場(chǎng)效應(yīng)管的標(biāo)稱承載電流可達(dá)100安培以上，導(dǎo) 通電阻只有幾毫歐，而且價(jià)格便宜。如果負(fù)載開啟時(shí)刻有浪涌電流產(chǎn)生，而且浪涌電流是從 Ql的漏極流入時(shí)，那么Cl和Rl構(gòu)成的保護(hù)電路及時(shí)將Ql的溝道打開，讓電流流過，從而 避免Ql過壓擊穿。自從負(fù)載開啟后的第二個(gè)交流周期開始，每當(dāng)Ql漏極的交流電壓由負(fù) 變正時(shí)，由于Ql的柵極沒有正電壓，因此Ql關(guān)斷，Ql的漏極電壓經(jīng)過Dl向電源VPP充電。 過壓檢測(cè)電路對(duì)電源VPP或者Ql的漏極進(jìn)行電壓檢測(cè)，當(dāng)VPP或者Ql的漏極電壓超過某 規(guī)定電壓值時(shí)，過壓檢測(cè)電路向單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路輸出的電壓就會(huì)發(fā)生變化，單穩(wěn)觸發(fā)定 時(shí)電路因此被觸發(fā)，立刻輸出一個(gè)正脈沖，將Ql的溝道打開。Ql的溝道打開時(shí)，其漏極電 壓接近零，Dl反向截止，停止向電源VPP供電。每當(dāng)Ql漏極的交流電壓為負(fù)值時(shí)，即使Ql 的溝道關(guān)斷，全部電流也可以從Ql內(nèi)部的穩(wěn)壓二極管正向流過，Dl反向截止，Ql的漏極不 向電源VPP輸送電能。上述正脈沖的電壓幅度與電源VDD—致，以保證Ql的導(dǎo)通電阻足夠 低，減少Q(mào)l的發(fā)熱，從而可以提高電子開關(guān)的帶負(fù)荷能力。瞬態(tài)抑制二極管Zl的反向關(guān)態(tài) 電壓略高于上述規(guī)定電壓值，它可以抑制瞬態(tài)浪涌電壓，保護(hù)功率場(chǎng)效管和其它元件。在上述的開態(tài)取電電路⑷中，規(guī)定電壓值不能超過Ql的最大工作電壓。規(guī)定電 壓值不宜過低，一方面因?yàn)殡娫碫DD取自電源VPP，而電源VDD為Ql提供柵極電壓，如果柵 極電壓較低，則Ql的導(dǎo)通電阻較大，因此功耗較大；另一方面因?yàn)殡娫碫PP為Kl的驅(qū)動(dòng)電 路提供電源，如果電壓過低，則線圈需要的驅(qū)動(dòng)電流較大。規(guī)定電壓值也不宜過高，電壓越 高會(huì)導(dǎo)致Ql處于關(guān)斷的時(shí)間越長，不但會(huì)造成負(fù)載燈閃爍，而且會(huì)使Ql的功耗增大。為了 保障磁保持繼電器Kl操作可靠，規(guī)定電壓值應(yīng)當(dāng)高于Kl的線圈額定電壓，但略低于Kl的 線圈最大工作電壓。綜合考慮，規(guī)定電壓值在8V 12V之間比較合適。在上述的開態(tài)取電電路中，正脈沖的寬度等于單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路的暫穩(wěn)態(tài)維 持時(shí)間。確定正脈沖的寬度，需要考慮以下因素一、在差不多半個(gè)交流周期內(nèi)，市電交流電 壓會(huì)超過規(guī)定電壓值，在這段時(shí)間內(nèi)必須將Ql導(dǎo)通；二、在漏極電壓由負(fù)變正之前，必須將 Ql關(guān)斷，以便漏極正電壓向電源VPP充電；三、如果負(fù)載不是純阻性，那么漏極電壓和負(fù)載 電流就會(huì)不同相，因此要盡可能增加Ql的導(dǎo)通時(shí)間。綜合以上考慮，正脈沖的寬度應(yīng)當(dāng)大 于市電交流周期的五分之四，但小于市電交流周期。圖3是圖2中開態(tài)取電電路(4)的第一種實(shí)施案例。如圖3所示，開態(tài)取電電路 (4)由功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1、瞬態(tài)抑制二極管Z1、保護(hù)電容Cl、保護(hù)電阻R1、驅(qū)動(dòng)電阻R2、下拉 電阻R3、整流二極管D1、過壓檢測(cè)電路(18)、單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(17)組成。過壓檢測(cè)電路 (18)由整流二極管D6、穩(wěn)壓二極管Z3、電阻R11、R12、R13、電容Cl2、三極管Q7組成，Q7為NPN型通用小功率晶體管。單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(17)由與非門集成電路U2、電阻RT、電容CT 構(gòu)成。U2為四二輸入與非門。參照電路(17)，采用與非門施密特觸發(fā)器或者其它的與非門 也可以構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路。為了降低功耗，U2應(yīng)選用低功耗的CMOS集成電路。^3的 穩(wěn)壓值加上0. 6伏特等于規(guī)定電壓值。圖3中，除過壓檢測(cè)電路(18)和單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路 (17)之外的部分，已經(jīng)在圖2的開態(tài)取電電路(4)中出現(xiàn)和陳述，因此不再重述。按照時(shí)序 分析，電路工作原理如下當(dāng)單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(17)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，U2的5、6腳為低電平，U2 的10腳輸出低電平，Ql的溝道關(guān)斷，Q7截止，CT兩端電壓為零；當(dāng)Ql的漏極電壓為正時(shí)， 漏極電壓經(jīng)Dl向電源VPP充電；當(dāng)Ql的漏極電壓超過規(guī)定電壓值時(shí)，Q7導(dǎo)通，U2的2腳 輸入變?yōu)榈碗娖剑琔2的3腳輸出高電平；由于CT兩端電壓不能突變，因此U2的5、6腳迅速 變?yōu)楦唠娖?，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(17)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)；U2的4腳輸出低電平，U2的10腳輸出高 電平，Ql的溝道導(dǎo)通，Ql的漏極電壓下降至零，停止向電源VPP充電，Q7截止，U2的2腳輸 入變?yōu)楦唠娖?；由于U2的1腳輸入仍為低電平，因此U2的3腳仍輸出高電平，電流經(jīng)RT向 CT充電，U2的5、6腳電壓隨著充電不斷下降；如果U2的5、6腳電壓仍為高電平，則U2的4 腳輸出仍為低電平，U2的10腳輸出仍為高電平，Ql維持導(dǎo)通，U2的3腳仍輸出高電平；當(dāng) CT的充電使U2的5、6腳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(17)恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)，U2的10腳輸 出低電平，Ql的溝道關(guān)斷。從穩(wěn)態(tài)到暫穩(wěn)態(tài)，再到穩(wěn)態(tài)，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(17)如此周而 復(fù)始地工作。U2的10腳輸出高電平的持續(xù)時(shí)間，就是單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(17)的暫穩(wěn)態(tài)維 持時(shí)間，由CT和RT決定，約等于0. 65 X CTX RT。 圖4是圖2中開態(tài)取電電路(4)的第二種實(shí)施案例。如圖4所示，開態(tài)取電電路 (4)由功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1、瞬態(tài)抑制二極管Z1、保護(hù)電容Cl、保護(hù)電阻R1、驅(qū)動(dòng)電阻R2、下拉 電阻R3、整流二極管D1、過壓檢測(cè)電路(20)、單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(19)組成。過壓檢測(cè)電路 (20)由整流二極管D6、穩(wěn)壓二極管Z3、電阻R11、R12、R13、電容Cl2、三極管Q7組成，Q7為 NPN型通用小功率晶體管。單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(19)由或非門集成電路U2、電阻RT、電容CT 構(gòu)成。U2為四二輸入或非門。參照電路(19)，采用其它的或非門也可以構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí) 電路。為了降低功耗，U2應(yīng)選用低功耗的CMOS集成電路。的穩(wěn)壓值加上0.6伏特等于規(guī) 定電壓值。圖4中，除過壓檢測(cè)電路00)和單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(19)之外的部分，已經(jīng)在圖 2的開態(tài)取電電路⑷中出現(xiàn)和陳述，因此不再重述。按照時(shí)序分析，電路工作原理如下當(dāng) 單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(19)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，U2的8、9腳為高電平，U2的10腳輸出低電平，Ql的 溝道關(guān)斷，Q7截止，CT兩端電壓為零；當(dāng)Ql的漏極電壓為正時(shí)，漏極電壓經(jīng)Dl向電源VPP 充電；當(dāng)Ql的漏極電壓超過規(guī)定電壓值時(shí)，Q7導(dǎo)通，U2的1、2腳輸入變?yōu)榈碗娖?，U2的3 腳輸出高電平，U2的4腳輸出低電平；由于CT兩端電壓不能突變，因此U2的8、9腳迅速變 為低電平，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(19)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)；U2的10腳輸出高電平，Ql的溝道導(dǎo)通，Ql 的漏極電壓下降至零，停止向電源VPP充電，Q7截止，U2的1、2腳輸入變?yōu)楦唠娖?；由于U2 的6腳輸入仍為高電平，因此U2的4腳仍輸出低電平，電源VDD經(jīng)RT向CT充電，U2的8、 9腳電壓隨之不斷上升；如果U2的8、9腳電壓仍為低電平，則U2的10腳仍輸出高電平，Ql 維持導(dǎo)通，U2的4腳仍輸出低電平；當(dāng)CT的充電使U2的8、9腳變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，單穩(wěn)觸發(fā)定 時(shí)電路(19)恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)，U2的10腳輸出低電平，Ql的溝道關(guān)斷。從穩(wěn)態(tài)到暫穩(wěn)態(tài)，再到穩(wěn) 態(tài)，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(19)如此周而復(fù)始地工作。U2的10腳輸出高電平的持續(xù)時(shí)間，就是 單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(19)的暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間，由CT和RT決定，約等于0. 65 X CTX RT。
圖5是圖2中開態(tài)取電電路(4)的第三種實(shí)施案例。如圖5所示，開態(tài)取電電路 (4)由功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1、瞬態(tài)抑制二極管Z1、保護(hù)電容Cl、保護(hù)電阻R1、驅(qū)動(dòng)電阻R2、下拉 電阻R3、整流二極管D1、過壓檢測(cè)電路(22)、單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路組成。過壓檢測(cè)電路 (22)由整流二極管D6、穩(wěn)壓二極管Z3、電阻R11、R12、R13、電容Cl2、三極管Q7組成，Q7為 NPN型通用小功率晶體管。單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路由555集成電路U2、電阻RT、電容CT、 C13構(gòu)成。為了降低功耗，U2應(yīng)選用低功耗的CMOS集成電路。Ti的穩(wěn)壓值加上0. 6伏特 等于規(guī)定電壓值。圖5中，除過壓檢測(cè)電路02)和單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路之外的部分，已 經(jīng)在圖2的開態(tài)取電電路中出現(xiàn)和陳述，因此不再重述。按照時(shí)序分析，電路工作原 理如下當(dāng)單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，Q7截止，U2的6、7腳電壓為零，U2的3腳 輸出低電平，Ql的溝道關(guān)斷；當(dāng)Ql的漏極電壓為正時(shí)，漏極電壓經(jīng)Dl向電源VPP充電；當(dāng) Ql的漏極電壓超過規(guī)定電壓值時(shí)，Q7導(dǎo)通，U2的2腳輸入變?yōu)榈碗娖剑琔2的3腳輸出高電 平，電源VDD經(jīng)RT向CT充電，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)；Ql的溝道導(dǎo)通，Ql的 漏極電壓下降至零，停止向電源VPP充電，Q7截止，U2的2腳輸入變?yōu)楦唠娖?；U2的6、7腳 電壓隨著CT充電不斷上升，如果U2的6、7腳電壓仍低于2/3VDD，則U2的3腳仍輸出高電 平，Ql維持導(dǎo)通；當(dāng)CT的充電使U2的6、7腳電壓高于2/3VDD時(shí)，U2的3腳輸出變?yōu)榈碗?平，Ql的溝道關(guān)斷，U2的6、7腳電壓被放電至零，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。從 穩(wěn)態(tài)到暫穩(wěn)態(tài)，再到穩(wěn)態(tài)，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路如此周而復(fù)始地工作。U2的3腳輸出高 電平的持續(xù)時(shí)間，就是單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路的暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間，由CT和RT決定，約等于 1. 1XCTXRT。圖6是圖2中開態(tài)取電電路的第四種實(shí)施案例。如圖6所示，開態(tài)取電電路 (4)由功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1、瞬態(tài)抑制二極管Z1、保護(hù)電容Cl、保護(hù)電阻R1、驅(qū)動(dòng)電阻R2、下拉 電阻R3、整流二極管D1、過壓檢測(cè)電路(M)、單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路組成。過壓檢測(cè)電路 (24)由整流二極管D6、穩(wěn)壓二極管Z3、電阻R11、R12、R13、電容Cl2、三極管Q7組成，Q7為 NPN型通用小功率晶體管。單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路03)由集成電路U2、電阻RT、電容CT構(gòu)成。 U2為雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。參照電路(23)，采用其它的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器也可以構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí) 電路。為了降低功耗，U2應(yīng)選用低功耗的CMOS集成電路。Z3的穩(wěn)壓值加上0. 6伏特等于 規(guī)定電壓值。圖6中，除過壓檢測(cè)電路04)和單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路之外的部分，已經(jīng)在 圖2的開態(tài)取電電路0)中出現(xiàn)和陳述，因此不再重述。按照時(shí)序分析，電路工作原理如 下當(dāng)單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，Q7截止，U2的2腳電壓為高電平，U2的6腳輸 出低電平，Ql的溝道關(guān)斷；當(dāng)Ql的漏極電壓為正時(shí)，漏極電壓經(jīng)Dl向電源VPP充電；當(dāng)Ql 的漏極電壓超過規(guī)定電壓值時(shí)，Q7導(dǎo)通，U2的5腳輸入變?yōu)榈碗娖?，U2的2腳電壓被迅速 放電，U2的6腳輸出高電平，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)；Ql的溝道導(dǎo)通，Ql的漏 極電壓下降至零，停止向電源VPP充電，Q7截止，U2的5腳輸入變?yōu)楦唠娖?；電源VDD經(jīng)RT 向CT充電，U2的2腳電壓隨之逐漸上升；如果U2的2腳電壓仍為低電平，則U2的6腳仍 輸出高電平，Ql維持導(dǎo)通；當(dāng)CT的充電使U2的2腳變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，U2的6腳輸出變?yōu)榈?電平，Ql的溝道關(guān)斷，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。從穩(wěn)態(tài)到暫穩(wěn)態(tài)，再到穩(wěn)態(tài)，單 穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路如此周而復(fù)始地工作。U2的6腳輸出高電平的持續(xù)時(shí)間，就是單穩(wěn)觸 發(fā)定時(shí)電路03)的暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間，由CT和RT決定，約等于CTXRT。圖7是圖2中開態(tài)取電電路(4)的第五種實(shí)施案例。如圖7所示，開態(tài)取電電路(4)由功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1、瞬態(tài)抑制二極管Z1、保護(hù)電容Cl、保護(hù)電阻R1、驅(qū)動(dòng)電阻R2、下拉 電阻R3、整流二極管D1、過壓檢測(cè)電路( )、單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路0 組成。過壓檢測(cè)電路
(26)由整流二極管D6、穩(wěn)壓二極管Z3、電阻R11、R12、R13、R14、電容Cl2、三極管Q7、場(chǎng)效應(yīng) 管Q8組成。Q7為NPN型通用小功率晶體管。Q8為低電壓、小功率的N溝道增強(qiáng)型MOS管。 單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路0 由D觸發(fā)器集成電路U2、電阻RT、電容CT、整流二極管D8構(gòu)成。U2 為雙D型觸發(fā)器。參照電路(25)，采用其它的D型觸發(fā)器也可以構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路。 為了降低功耗，U2應(yīng)選用低功耗的CMOS集成電路。的穩(wěn)壓值加上0. 6伏特等于規(guī)定電 壓值。圖7中，除過壓檢測(cè)電路06)和單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路05)之外的部分，已經(jīng)在圖2的 開態(tài)取電電路⑷中出現(xiàn)和陳述，因此不再重述。按照時(shí)序分析，電路工作原理如下當(dāng)單 穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路0 處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，Q7截止，Q8導(dǎo)通，U2的1腳輸出低電平，U2的4腳輸入 為低電平，Ql的溝道關(guān)斷；當(dāng)Ql的漏極電壓為正時(shí)，漏極電壓經(jīng)Dl向電源VPP充電；當(dāng)Ql 的漏極電壓超過規(guī)定電壓值時(shí)，Q7導(dǎo)通，Q8截止，U2的3腳輸入電壓由低變高，U2的1腳 輸出高電平，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路0 進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)；Ql的溝道導(dǎo)通，Ql的漏極電壓下降至零， 停止向電源VPP充電，Q7截止，Q8導(dǎo)通，U2的3腳輸入電壓由高變低；U2的1腳輸出的高 電平經(jīng)RT向CT充電，U2的4腳電壓逐漸上升；如果U2的4腳電壓仍為低電平，則U2的1 腳仍輸出高電平，Ql維持導(dǎo)通；當(dāng)CT的充電使U2的4腳變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，U2的1腳輸出變?yōu)?低電平，Ql的溝道關(guān)斷，U2的4腳經(jīng)D8拉至低電平，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(2 恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。 從穩(wěn)態(tài)到暫穩(wěn)態(tài)，再到穩(wěn)態(tài)，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路0 如此周而復(fù)始地工作。U2的1腳輸出 高電平的持續(xù)時(shí)間，就是單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路0 的暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間，由CT和RT決定，約等 于 0. 65XCTXRT。 圖8是圖2中開態(tài)取電電路(4)的第六種實(shí)施案例。如圖8所示，開態(tài)取電電路 (4)由功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1、瞬態(tài)抑制二極管Z1、保護(hù)電容Cl、保護(hù)電阻R1、驅(qū)動(dòng)電阻R2、下拉 電阻R3、整流二極管D1、過壓檢測(cè)電路( )、單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路、2Τ)組成。過壓檢測(cè)電路 (28)由整流二極管D6、穩(wěn)壓二極管Ζ3、電阻R11、R12、R13、電容Cl2、三極管Q7組成，Q7為 NPN型通用小功率晶體管。單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路07)由比較器似、電阻肌、1 14、1 15、電容 CT、整流二極管D8構(gòu)成。為了降低功耗，U2應(yīng)選用低功耗的CMOS比較器。Z3的穩(wěn)壓值加 上0.6伏特等于規(guī)定電壓值。圖8中，除過壓檢測(cè)電路08)和單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(XT)之 外的部分，已經(jīng)在圖2的開態(tài)取電電路中出現(xiàn)和陳述，因此不再重述。按照時(shí)序分析， 電路工作原理如下當(dāng)單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(XT)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，Q7截止，U2的負(fù)極輸入端電壓 高于正極輸入端電壓，U2輸出低電平，Ql的溝道關(guān)斷；當(dāng)Ql的漏極電壓為正時(shí)，漏極電壓 經(jīng)Dl向電源VPP充電；當(dāng)Ql的漏極電壓超過規(guī)定電壓值時(shí)，Q7導(dǎo)通，Q7的集電極電壓由高 變低，D8導(dǎo)通，U2的負(fù)極輸入端電壓被迅速拉低，U2的輸出變?yōu)楦唠娖剑瑔畏€(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路
(27)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)；Ql的溝道導(dǎo)通，Ql的漏極電壓下降至零，停止向電源VPP充電，Q7截止， Q7集電極電壓由低變高，D8截止；當(dāng)D8截止時(shí)，電源VDD經(jīng)RT向CT充電，U2的負(fù)極輸入 端電壓逐漸上升；如果U2的負(fù)極輸入端電壓仍低于正極輸入端電壓，則U2仍輸出高電平， Ql維持導(dǎo)通；當(dāng)U2的負(fù)極輸入端電壓高于正極輸入端電壓時(shí)，U2的輸出變?yōu)榈碗娖?，Ql的 溝道關(guān)斷，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路、2Τ)恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。從穩(wěn)態(tài)到暫穩(wěn)態(tài)，再到穩(wěn)態(tài)，單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí) 電路07)如此周而復(fù)始地工作。U2輸出高電平的持續(xù)時(shí)間，就是單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路07) 的暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間，由CT和RT決定，約等于CTXRT。
圖9是圖2中開態(tài)取電電路(4)的第七種實(shí)施案例。如圖9所示，開態(tài)取電電路 (4)由功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1、瞬態(tài)抑制二極管Z1、保護(hù)電容Cl、保護(hù)電阻R1、驅(qū)動(dòng)電阻R2、下拉 電阻R3、整流二極管D1、過壓檢測(cè)電路( )、單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(17)組成。過壓檢測(cè)電路 (29)由穩(wěn)壓二極管Z3、電阻R11、R12、R13、電容Cl2、三極管Q7組成，Q7為NPN型通用小功 率晶體管。單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路(17)由與非門集成電路U2、電阻RT、電容CT構(gòu)成。圖9中， 除過壓檢測(cè)電路09)之外的部分，在前面已經(jīng)出現(xiàn)和陳述，因此不再重述。D的穩(wěn)壓值等 于規(guī)定電壓值。當(dāng)電源VPP超過規(guī)定電壓值時(shí)，Q7導(dǎo)通，Q7的集電極為低電平；當(dāng)電源VPP 低于規(guī)定電壓值時(shí)，Q7截止，Q7的集電極為高電平。
權(quán)利要求
1.一種二線制電子開關(guān)的工作電源和功率解決方案，主要由關(guān)態(tài)取電電路、穩(wěn)壓電路、 開關(guān)控制電路、開關(guān)執(zhí)行電路、開態(tài)取電電路構(gòu)成；穩(wěn)壓電路包含一個(gè)三端穩(wěn)壓器；開關(guān)控 制電路包含一個(gè)微處理器；開關(guān)執(zhí)行電路包含一個(gè)磁保持繼電器，磁保持繼電器有一組常 開觸頭和一個(gè)線圈；開態(tài)取電電路包含一個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管；VPP、VDD和VCC是電子開關(guān)的工 作直流電源，均為正電壓，并且共用直流電源地；在穩(wěn)壓電路中，VPP經(jīng)過大約1伏電壓降后 連接到VDD，VDD連接到三端穩(wěn)壓器的輸入端，三端穩(wěn)壓器的輸出端連接到VCC，VPP, VDD和 VCC分別接有儲(chǔ)能和濾波電容；VPP為開關(guān)執(zhí)行電路提供直流電源，它的最大值等于磁保持 繼電器的線圈最大工作電壓；VDD為開關(guān)控制電路和開態(tài)取電電路提供直流電源；VCC為開 關(guān)控制電路提供直流電源，其電壓值與微處理器的工作電壓一致；一種二線制電子開關(guān)的 工作電源和功率解決方案，其特征是當(dāng)磁保持繼電器的常開觸頭斷開時(shí)，負(fù)載關(guān)閉，負(fù)載 漏電流從關(guān)態(tài)取電電路流過，關(guān)態(tài)取電電路為電子開關(guān)提取工作電能；當(dāng)磁保持繼電器的 常開觸頭閉合時(shí)，負(fù)載開啟，負(fù)載電流從磁保持繼電器的常開觸頭和開態(tài)取電電路流過，開 態(tài)取電電路為電子開關(guān)提取工作電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二線制電子開關(guān)的工作電源和功率解決方案，其特征 是關(guān)態(tài)取電電路由降壓限流電容和開關(guān)電源電路組成；開關(guān)電源電路由全波整流橋堆、 偏置電阻、壓敏電阻、三極管、變壓器、反饋電阻、反饋電容、二個(gè)整流二級(jí)管組成；三極管 為NPN型高壓開關(guān)晶體管；變壓器有初級(jí)、次級(jí)和反饋三個(gè)繞組；市電零線經(jīng)過負(fù)載連接到 降壓限流電容的一端，降壓限流電容的另一端連接到整流橋堆的一個(gè)交流輸入端，整流橋 堆的另一個(gè)交流輸入端連接到火線，火線也連接到直流電源地；整流橋堆的正極連接到變 壓器的初級(jí)繞組同名端，整流橋堆的負(fù)極連接到變壓器的反饋繞組異名端；偏置電阻的一 端連接到整流橋堆的正極，另一端連接到壓敏電阻的一端，壓敏電阻的另一端連接到三極 管的基極；反饋電容的一端連接到三極管的基極，另一端連接到變壓器的反饋繞組同名端； 反饋電阻的一端連接到三極管的發(fā)射極，另一端連接到整流橋堆的負(fù)極；三極管的集電極 連接到變壓器的初級(jí)繞組異名端；變壓器的次級(jí)繞組異名端連接到二個(gè)整流二級(jí)管的陽 極，變壓器的次級(jí)繞組同名端連接到直流電源地；一個(gè)整流二極管的陰極連接到直流電源 VPP,另一個(gè)整流二極管的陰極連接到直流電源VDD。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二線制電子開關(guān)的工作電源和功率解決方案，其特征 是開關(guān)執(zhí)行電路由放電場(chǎng)效應(yīng)管、充電場(chǎng)效應(yīng)管、中繼場(chǎng)效應(yīng)管、分壓電阻、限流電阻、發(fā) 光二極管、電解電容、磁保持繼電器組成；磁保持繼電器有一組常開觸頭和一個(gè)線圈，按照 吸合動(dòng)作區(qū)分，線圈有正極和負(fù)極兩個(gè)接線端；三個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管均為低電壓、小功率的N溝道 增強(qiáng)型MOS管；放電場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和中繼場(chǎng)效應(yīng)管的柵極都連接到開關(guān)控制電路中微處 理器的一個(gè)輸出端口，該輸出端口向開關(guān)執(zhí)行電路提供負(fù)載開關(guān)信號(hào)；放電場(chǎng)效應(yīng)管的源 極和中繼場(chǎng)效應(yīng)管的源極都連接到直流電源地；中繼場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和充電場(chǎng)效應(yīng)管的柵 極都連接到限流電阻的一端；限流電阻的另一端和發(fā)光二極管的陰極都連接到分壓電阻的 一端；分壓電阻的另一端和發(fā)光二極管的陽極都連接到電源VPP ；充電場(chǎng)效應(yīng)管的漏極也 連接到電源VPP ；放電場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和充電場(chǎng)效應(yīng)管的源極都連接到電解電容的正極； 電解電容的負(fù)極連接到磁保持繼電器的線圈正極接線端；線圈的負(fù)極接線端連接到直流電 源地；磁保持繼電器的常開觸頭一端連接到負(fù)載的一端，負(fù)載的另一端連接到零線，常開觸 頭的另一端連接到開態(tài)取電電路中功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極；當(dāng)微處理器輸出至中繼場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓由高變低時(shí)，磁保持繼電器的常開觸頭閉合，負(fù)載因此開啟；當(dāng)微處理器輸出至 中繼場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓由低變高時(shí)，磁保持繼電器的常開觸頭斷開，負(fù)載因此關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二線制電子開關(guān)的工作電源和功率解決方案，其特征 是開態(tài)取電電路由功率場(chǎng)效應(yīng)管、瞬態(tài)抑制二極管、保護(hù)電容、保護(hù)電阻、驅(qū)動(dòng)電阻、下拉 電阻、整流二極管、過壓檢測(cè)電路、單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路組成；功率場(chǎng)效應(yīng)管采用低電壓、大電 流、超低導(dǎo)通電阻的N溝道增強(qiáng)型功率MOS管，其內(nèi)置大功率單向穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓二極管 的陽極、陰極分別連接到功率場(chǎng)效應(yīng)管的源極、漏極；瞬態(tài)抑制二極管的陽極、陰極分別連 接到功率場(chǎng)效應(yīng)管的源極、漏極；功率場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接到火線，火線也連接到直流電源 地；功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接到開關(guān)執(zhí)行電路中磁保持繼電器的常開觸頭一端，常開觸頭 的另一端連接到負(fù)載的一端，負(fù)載的另一端連接到零線；功率場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接到保護(hù) 電容和驅(qū)動(dòng)電阻的一端，保護(hù)電容的另一端連接到保護(hù)電阻的一端，保護(hù)電阻的另一端連 接到功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極；驅(qū)動(dòng)電阻的另一端連接到下拉電阻的一端，同時(shí)連接到單穩(wěn)觸 發(fā)定時(shí)電路的輸出端，下拉電阻的另一端連接到直流電源地；整流二極管的陽極連接到功 率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極，整流二極管的陰極連接到直流電源VPP ；直流電源VDD為過壓檢測(cè)電路 和單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路提供工作電源；過壓檢測(cè)電路對(duì)電源VPP或者功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極進(jìn) 行電壓檢測(cè)，當(dāng)電源VPP或者功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電壓超過某一規(guī)定電壓值(該值略低于 磁保持繼電器的線圈最大工作電壓)時(shí)，該電路就會(huì)向單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路輸出一個(gè)觸發(fā)信 號(hào)；當(dāng)單穩(wěn)觸發(fā)定時(shí)電路收到過壓檢測(cè)電路發(fā)送來的觸發(fā)信號(hào)時(shí)，立即輸出一個(gè)正脈沖，此 正脈沖經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電阻傳遞到功率場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，使功率場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通；正脈沖的電壓幅 度與電源VDD —致；正脈沖的寬度大于市電交流周期的五分之四，但小于市電交流周期；當(dāng) 功率場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通時(shí)，電源VPP和功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電壓均低于規(guī)定電壓值，過壓檢測(cè) 電路輸出的觸發(fā)信號(hào)因此消失。
全文摘要
本發(fā)明涉及照明電子開關(guān)領(lǐng)域，它包含關(guān)態(tài)取電電路、開關(guān)執(zhí)行電路、開態(tài)取電電路等。在負(fù)載關(guān)閉時(shí)，關(guān)態(tài)取電電路為電子開關(guān)提供工作電能，同時(shí)消除負(fù)載燈的閃光現(xiàn)象。開關(guān)執(zhí)行電路用于執(zhí)行開啟或關(guān)閉負(fù)載，不但功耗低，而且提供開關(guān)狀態(tài)指示。在負(fù)載開啟時(shí)，開態(tài)取電電路為負(fù)載提供大電流通路，同時(shí)為電子開關(guān)提供工作電能。本發(fā)明不但能夠解決二線制電子開關(guān)的工作電源問題，而且能夠提高二線制電子開關(guān)的帶負(fù)載能力。
文檔編號(hào)H02M3/335GK102076144SQ20101052679
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月17日
發(fā)明者尹文庭 申請(qǐng)人:尹文庭