CN100581058C - 一种双端电子开关电路 - Google Patents

Abstract

一种双端电子开关(零压开关)，含有整流桥(1)，可控硅开关(2)，静态供电电路(3)，动态供电电路(4)，稳压滤波电路(5)，控制电路(6)，触发电路(7)。由于分设静态供电电路(3)和动态供电电路(4)的发明，解决了静态与动态供电的矛盾。从而可最大限度地优化开、关特性，可以用来控制电子荧光灯、节能灯等各种负载，解决了电子荧光灯、节能灯静态闪烁而无法关闭问题。本发明提供了一种简便而开、关特性优化的双端电子开关(零压开关)电路，开拓了双端电子开关(零压开关)的应用领域。

Description

一种双端电子开关电路

一、技术领域

本发明涉及一种双端电子开关电路，具体地说是涉及一种开关特性优化，可用来控制电子荧光灯的双端电子开关电路。

二、背景技术

目前国内外没有研制成功可以用来控制电子荧光灯、节能灯的双端电子开关。楼道使用的各种墙壁延时开关(如触摸式、按钮式、声光控式、红外式等)及室内墙壁调光电子开关是双端电子开关，但它们都只能控制白炽灯，如果换成电子荧光灯或节能灯，将不断闪烁、无法关闭。除非是装在灯具罩内借助继电气控制的“非双端”(三端或四端)电子开关(如，红外式延时开关)。

双端电子开关是与负载(如灯具、继电器)相串联，如同机械式开关一样，使用很方便，但它应用极少。这是因为双端电子开关电路在设计中存在着难以解决的问题，其开、关特性难以满足负载要求，使用很受局限。而普通使用的是“非双端”电子开关，尽管它使用麻烦些，也缺乏双端电子开关的某些属性。双端电子开关的电路的设计难点在于：

双端电子开关是与负载相串联，负载的电流与电压直接影响着双端电子开关的工作电流与电压(非双端电子开关不受影响)。如，在关状态(静态)时，负载的电流近乎于零，负载上的压降也就极小，电源电压220伏几乎全加在双端电子开关上，所以要求双端电子开关的供电环节必须具备足够大的限流、降压电阻、要求其阻值越大越好，负载的关状态才好。否则，负载的关状态差，如白炽灯泡发微红亮、荧光灯闪烁、继电器振动等。然而这个限流电阻的上限值又要受到双端电子开关控制电路所需静态电流(待机电流)和动态特性要求的限制。在开状态(动态)时，电压几乎全加在负载上，而且要求越贴近电源电压越好，表明正弦波形畸变小，产生电磁谐波污染少。而这时双端电子开关上的压降很小(一般要求小于2.5伏有效值，即“零压开关”含义)，在如此低的电压下，还必须保证能提供足够大的控制工作电流与触发电流，以维持可控硅较充分导通。这时，显然要求其供电环节的限流电阻越小越好，否则，提供不了足够的控制工作电流与触发电流而使可控硅关闭。

综上所述，双端电子开关电路的供电环节的设计是充满矛盾的，特别是静态与动态的矛盾很难解决，只能兼顾考虑，其结果是使得双端电子开关的开关特性很差，难以满足负载要求，特别是像电子荧光灯、节能灯，这种要求关状态(静态)电流必须小于0.1毫安，否则就闪烁的负载。所以使用很受限制，能使用的也难以满足技术标准。

三、发明内容

目前国内外没有能控制电子荧光灯、节能灯的双端电子开关。本发明的目的是提供一种双端电子开关电路，与现有已知双端电子开关电路相比较，解决了双端电子开关在静态和动态时供电的矛盾，从而可使其开、关特性优化，可用来控制电子荧光灯、节能灯等各种灯具。开拓双端电子开关的应用领域。

四、附图说明

图1表示已知技术的双端电子开关电路结构图

图2表示本发明所述双端电子开关电路结构图

五、具体实施方式

为达到此目的，参照附图1与附图2加以说明。

附图1已知双端电子开关电路中包含：桥式整流电路(1)，可控硅开关(2)，限流、稳压、滤波电路(3)，控制电路(4)，晶体管触发电路(5)。

附图2所述发明的双端电子开关电路中包含：桥式态流电路(1)，可控硅开关(2)，静态供电电路(3)，动态供电电路(4)稳压与滤波电路(5)控制电路(6)，晶体管触发电路(7)。

所述静态供电电路(3)，由可控硅阳极引出限流电阻R₁，串联隔离二极管D₁所组成，经二极管D₂去稳压、滤波电路(5)。

所述动态供电电路(4)，由电阻R₂，电容C₁，电容C₂，，二极管D₃组成去稳压、滤波电路(5)。由可控硅阳极引出电阻R₂与电容C₁并联再与电容C₂串联后接二极管D₂的正极和二极管D₃的负极，二极管D₂的负极接稳压管的负极，二极管D₃的正极接电源的负端即可控硅的阴极。

所述稳压与滤波电路(5)由稳压管Z与电容C₃并联及隔离二极管D₂组成。

所述控制电路(6)系任意各种控制电路(如触摸控制电路)。

所述触发电路(7)中，晶体管T的集电极接电源正，晶体管T的射极串电阻Re去可控硅的控制极，基极串电阻R_B后，连接控制电路(6)的输出端。

本发明实施例的双端电子开关的工作原理叙述如下：

静态时，可控硅处于截止状态，220伏交流电源经桥式整流，输出脉动的直流电压，其动态供电电路(4)由于电容C₂的隔直作用，基本无法提供电流，主要由静态供电电路供电，经限流电阻R₁、隔离二极管D₁去稳压、滤波电路(5)。二极管D₂的作用在于防止电容C₃经C₁放电。由于不要顾及动态，其限流电阻值可以选择尽量大，静态电流尽量小，保证关特性好。解决了电子荧光灯、节能灯在静态闪烁而无法关闭的问题。

动态时，控制电路接通，触发电路工作，可控硅导通，端电压降低(小于1.5伏)。静态供电电路中由于限流电阻很大(几十千欧至几兆欧)，几乎无法供电，此时主要由动态电路供电。动态供电电路供电是这样的：

可控硅导通时，电容C₂上所充电荷(左+，右-)经小限流电阻R₂、可控硅、二极管D₃、电容C₂迅速放电。当可控硅过零截止后，电源电压上升时，电源又迅速经电阻R₂、电容C₂、二极管D₂、向稳压、滤波电路(5)供电，可控硅又再次被触发导通，同时，电容C₂被充电。可控硅导通后，电容C₂又经可控硅放电。如此反复，电容C₂不断充电和放电。由于时间常数RC很小，充放电很快捷。充放电频率即脉动电源频率100HZ，所以能提供控制电路足够的工作电流，产生足够的触发电流，使可控硅维持较好的导通，保证好的开特性。

本发明人研制的“触摸式多功能照明开关系列”，其关键技术即本人所发明的双端电子开关电路。它可以控制电子荧光灯及其他各种负载，由于解决了静态与动态的供电矛盾，使其开关特性优化，静态功耗可小于0.01瓦，动态时，双端电子开关的压降小于2.5伏有效值。拟用本发明的双端电子开关技术开发更多的适用产品。

Claims (1)

1、一种双端电子开关电路，含有桥式整流电路(1)，可控硅开关(2)，静态供电电路(3)，动态供电电路(4)，稳压滤波电路(5)，控制电路(6)，触发电路(7)，其特征在于：分设静态供电电路(3)和动态供电电路(4)，静态供电电路(3)由电阻R1与二极管D₁串联组成，且该静态供电电路(3)由可控硅阳极引出，经二极管D₂连接稳压管Z负极和滤波电容C3的正极，其动态供电电路(4)由电阻R2、电容C₁、电容C₂、二极管D3组成，电阻R2接可控硅的阳极，且电阻R2与电容C1并联再与电容C₂串联后，接二极管D2的正极和二极管D3的负极，二极管D2的负极连接稳压管Z的负极，二极管D3的正极接电源负极即可控硅的阴极。

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