CN200944585Y

CN200944585Y - 单火线制电子轻触式墙壁开关

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Publication number: CN200944585Y
Application number: CN 200620017015
Authority: CN
Inventors: 刘伟东; 成金
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2017-03-28

Abstract

本实用新型涉及一种单火线制电子轻触式墙壁开关，其包括面板和设于面板内侧的电路装置。其中所述电路装置通过单火线与外部交流电源和负载串联，所述面板上设有控制所述电路装置开和关的电子轻触式控制开关。借此，本实用新型单火线制电子轻触式墙壁开关可避免接通瞬间打火现象，使用方便、可靠，使用寿命长。

Description

单火线制电子轻触式墙壁开关

【技术领域】

本实用新型涉及一种墙壁开关，特别涉及一种单火线制电子轻触式墙壁开关。

【背景技术】

目前在家庭和公共场所的灯具、电风扇等电器控制开关众多，但无一例外的都采用机械扳钮开关。此类开关应用最早，时间也很长，但都有其固有的不可克服的缺陷，如机械触点在接通的瞬间都有打火现象，时间一长会使触点碳化、氧化，造成触点接触不良、发热，因而使用寿命缩短。扳钮开关的手感差，因为扳钮开关是靠弹簧来定位，时间长或频繁使用都会造成弹簧疲劳，弹力下降，造成开关不到位，手感差或直接损坏。而且，一般机械开关都没有指示灯，工作状态不明了，在夜晚光线暗时不容易找到开关位置等等。

有鉴于此，提供一种克服以上缺陷的墙壁开关成为目前有待解决的技术课题。

【发明内容】

本实用新型的目的在于提供一种单火线制电子轻触式墙壁开关，其可避免接通瞬间打火现象，使用方便、可靠，并提高其使用寿命。

本实用新型的目的是这样实现的，提供一种单火线制电子轻触式墙壁开关，其包括面板和设于面板内侧的电路装置，其中所述电路装置通过单火线与外部交流电源和负载串联，所述面板上设有控制所述电路装置开和关的电子轻触式控制开关。

所述电路装置包括至少一个开关电路装置，该开关电路装置包括开关电路、过零检测电路、控制电路和电源电路，其中所述开关电路分别与外部交流电源和过零检测电路连接，并输出负载工作电压；所述电源电路分别与开关电路、过零检测电路和控制电路连接，并与对应电子轻触式控制开关的一端连接；所述控制电路还与过零检测电路和该对应电子轻触式控制开关的另一端相连接。

所述开关电路包括脉动直流整流电路和控制开关电路，其中该脉动直流整流电路的两端分别与外部交流电源连接和负载输出端连接；该控制开关电路包括单向可控硅和双向可控硅，其中该双向可控硅的MT2极与该脉动直流整流电路的高压输出端连接，其MT1极与该脉动直流整流电路的低压输出端连接，其控制极通过稳压二极管与该单向可控硅的阴极连接并且通过负载电阻R1与该脉动直流整流电路的低压输出端连接；该单向可控硅的阳极与该双向可控硅的MT2极和该电源电路连接，该单向可控硅的控制极与该过零检测电路和该控制电路连接，该单向可控硅的阴极与该稳压二极管的负端和该电源电路连接。

所述脉动直流整流电路包括压敏二极管、二极管D1、二极管D2二极管D3、二极管D4和电容C1，其中该压敏二极管与串联的二极管D1、二极管D3以及串联的二极管D2、二极管D4并联，该压敏二极管一端、二极管D1的负端、二极管D2的正端分别与外部交流电源连接，该压敏二极管的另一端分别与二极管D3的负端、二极管D4的正端连接，该二极管D1的正端与二极管D3的正端连接，形成该脉动直流整流电路的低压输出端，该二极管D2的负端与二极管D4的负端连接，形成该脉动直流整流电路的高压输出端，该低压输出端和该高压输出端之间并联电容C1，该二极管D3的负端与所述负载输出端连接。

所述电源电路包括第一电源电路和第二电源电路，其中第一电源电路包括降压电阻R2、二极管D6和滤波电容C3，其中该降压电阻R2一端与所述单向可控硅的阳极相连，另一端与该二极管D6的正端相连，该滤波电容C3的一端与该二极管D6的负端连接，另一端与所述脉动直流整流电路的低压输出端连接；该第二电源电路包括二极管D5、降压电阻R3、滤波电容C3和滤波电容C2，其中该二极管D5的正端与所述稳压二极管的负端相连，另一端分别与滤波电容C2和降压电阻R3连接，该降压电阻R3的另一端与该滤波电容C3连接，该滤波电容C3和滤波电容C2的另一端皆与所述脉动直流整流电路的低压输出端连接，所述脉动直流整流电路的低压输出端与所述电子轻触式控制开关的一端连接。

所述过零检测电路包括三极管Q3和分压电阻R4和分压电阻R5，其中该分压电阻R5一端与所述脉动直流整流电路的高压输出端连接，另一分别与三极管Q3的基极和分压电阻R4连接，该分压电阻R4的另一端与所述脉动直流整流电路的低压输出端连接，该三极管Q3的集电极与所述单向可控硅的控制极连接，其发射极与所述脉动直流整流电路的低压输出端连接。

所述控制电路包括双稳态电路，该双稳态电路包括三极管Q4和三极管Q5，其中该三极管Q4的发射极与所述脉动直流整流电路的低压输出端连接，该三极管Q4的集电极通过降压电阻R14与所述单向可控硅的控制极连接，并与降压电阻R6、降压电阻R8和降压电阻R9连接，该降压电阻R6的另一端分别与所述二极管D6的负端、降压电阻R7和降压电阻R12连接，该降压电阻R12的另一端与所述电子轻触式控制开关的另一端连接，该三极管Q4的基极分别与降压电阻R11和二极管D7的正端连接，该二极管D7的另一端分别与降压电阻R8的另一端和电容C4连接，该电容C4的另一端与所述电子轻触式控制开关的另一端连接；该三极管Q5的发射极与所述脉动直流整流电路的低压输出端连接，该三极管Q5的集电极与降压电阻R7的另一端、降压电阻R11的另一端和降压电阻R10连接，该三极管Q5的基极通过电阻R13和电容C6并联后连接至所述脉动直流整流电路的低压输出端，并还与二极管D8的正端和降压电阻R9的另一端连接，该二极管D8的负端分别与降压电阻R10的另一端和电容C5连接，该电容C5的另一端与所述电子轻触式控制开关的另一端连接。

所述开关电路装置包括发光显示导通电路，该发光显示导通电路包括降压电阻R15和发光二极管LED1和发光二极管LED2，其中该降压电阻R15与所述外部交流电源连接，另一端与并联的发光二极管LED1和发光二极管LED2连接，该并联的发光二极管LED1和发光二极管LED2的另一端与所述负载输出端连接，其中该发光二极管LED1和发光二极管LED2的正负端反向设置。

与现有技术相比，本实用新型单火线制电子轻触式墙壁开关包括面板和设于面板内侧的电路装置，其中所述电路装置通过单火线与外部交流电源和负载串联，所述面板上设有控制所述电路装置开和关的电子轻触式控制开关和指示灯。借此，可避免接通瞬间打火现象，使用方便、可靠，并提高其使用寿命。

【附图说明】

图1、图2、图3和图4分别是设置一个、二个、三个和四个电子轻触式控制开关的本实用新型单火线制电子轻触式墙壁开关的平面示意图。

图5是本实用新型单火线制电子轻触式墙壁开关的电路框图。

图6是本实用新型单火线制电子轻触式墙壁开关的电路图。

【具体实施方式】

以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1至图4所示，本实用新型单火线制电子轻触式墙壁开关10包括面板13和设于面板13内侧的电路装置20。该电路装置20通过单火线与外部交流电源40和负载30A、30B、30C和30D串联，而且该面板13上可设置一个、二个、三个或四个控制电路装置20开和关的电子轻触式控制开关11，当然并不仅仅限于此，也可为五个或更多，根据电路装置20的需要和实际情况来定。借此，可避免单火线制电子轻触式墙壁开关10接通瞬间打火现象，使用可靠，以提高其使用寿命。此外，该单火线制电子轻触式墙壁开关10的面板13上设置显示灯12，来确认单火线制电子轻触式墙壁开关10是否接通，以下详细说明。

如图5所示，本实用新型单火线制电子轻触式墙壁开关10主要通过电路装置20来实现其功能。具体来讲，该电路装置20包括四个开关电路装置21A、21B、21C和21D，从而形成负载输出端211A、211B、211C和211D，以对负载30A、30B、30C和30D上的工作电压进行开关控制。当然开关电路装置21A、21B、21C和21D也并不仅仅限于此，也可为一个、二个、三个、五个或更多，根据需要和实际情况来定。

由于该四个开关电路装置21A、21B、21C和21D的构造完全相同，因此在此仅对其中一个开关电路装置21A的连接构造进行详细说明，其他开关电路装置21B、21C和21D在此不必赘述(可参阅图5和图6)。

如图5和图6所示，该开关电路装置21A包括开关电路213、过零检测电路214、控制电路215和电源电路216。其中该开关电路213分别与外部交流电源40和过零检测电路214连接，并输出负载工作电压；该电源电路216分别与该开关电路213、该过零检测电路214和该控制电路215连接；该控制电路215还与该过零检测电路214连接，其中该电源电路216与电子轻触式控制开关11(图6中的AN1)的一端连接，该电子轻触式控制开关11的另一端与该控制电路215连接。借此，本实用新型单火线制电子轻触式墙壁开关10可避免接通瞬间打火现象，使用可靠，以提高其使用寿命，以下详细说明。

如图5和图6所示，在本实施例中，该开关电路213包括脉动直流整流电路和控制开关电路213。其中该脉动直流整流电路的两端分别与外部交流电源40连接和负载输出端211A(图6中的OUT1)连接。该控制开关电路包括单向可控硅Q1和双向可控硅Q2，其中该双向可控硅Q2的MT2极与该脉动直流整流电路的高压输出端连接，其MT1极与该脉动直流整流电路的低压输出端连接，其控制极G通过稳压二极管ZD1与该单向可控硅Q1的阴极K连接并且通过负载电阻R1与该脉动直流整流电路的低压输出端连接；该单向可控硅Q1的阳极A与该双向可控硅的MT2极和该电源电路216连接，该单向可控硅Q1的控制极G与该过零检测电路214和该控制电路215连接，该单向可控硅Q1的阴极K与该稳压二极管ZD1的负端和该电源电路216连接。

在本实施例中，该脉动直流整流电路包括压敏二极管DNR1、二极管D1、二极管D2二极管D3、二极管D4和电容C1，其中该压敏二极管DNR1与串联的二极管D1、二极管D3以及串联的二极管D2、二极管D4并联，该压敏二极管DNR1一端、二极管D1的负端、二极管D2的正端分别与外部交流电源40连接，该压敏二极管DNR1的另一端分别与二极管D3的负端、二极管D4的正端连接，该二极管D1的正端与二极管D3的正端连接，形成该脉动直流整流电路的低压输出端，该二极管D2的负端与二极管D4的负端连接，形成该脉动直流整流电路的高压输出端，该低压输出端和该高压输出端之间并联电容C1，该二极管D3的负端与该负载输出端211A连接。

在本实施例中，该电源电路包括第一电源电路和第二电源电路，其中第一电源电路在电路关的状态使用，包括降压电阻R2、二极管D6和滤波电容C3，其中该降压电阻R2一端与该单向可控硅的阳极相连，另一端与该二极管D6的正端相连，该滤波电容C3的一端与该二极管D6的负端连接，另一端与该脉动直流整流电路的低压输出端连接；该第二电源电路在电路开的状态使用，包括二极管D5、降压电阻R3、滤波电容C3和滤波电容C2，其中该二极管D5的正端与该稳压二极管ZD1的负端相连，另一端分别与滤波电容C2和降压电阻R3连接，该降压电阻R3的另一端与该滤波电容C3连接，该滤波电容C3和滤波电容C2的另一端皆与该脉动直流整流电路的低压输出端连接，该脉动直流整流电路的低压输出端与该电子轻触式控制开关的一端连接。

在本实施例中，该过零检测电路214包括三极管Q3和分压电阻R4和分压电阻R5，其中该分压电阻R5一端与该脉动直流整流电路的高压输出端连接，另一端分别与三极管Q3的基极和分压电阻R4连接，该分压电阻R4的另一端与该脉动直流整流电路的低压输出端连接，该三极管Q3的集电极与该单向可控硅Q1的控制极G连接，其发射极与该脉动直流整流电路的低压输出端连接。

在本实施例中，该控制电路215包括双稳态电路，该双稳态电路包括三极管Q4和三极管Q5。其中该三极管Q4的发射极与该脉动直流整流电路的低压输出端连接，该三极管Q4的集电极通过降压电阻R14与该单向可控硅Q1的控制极G连接，并与降压电阻R6、降压电阻R8和降压电阻R9连接，该降压电阻R6的另一端分别与该二极管D6的负端、降压电阻R7和降压电阻R12连接，该降压电阻R12的另一端与该电子轻触式控制开关11(图6中的AN1)的另一端连接，该三极管Q4的基极分别与降压电阻R11和二极管D7的正端连接，该二极管D7的另一端分别与降压电阻R8的另一端和电容C4连接，该电容C4的另一端与该电子轻触式控制开关11的另一端连接；该三极管Q5的发射极与该脉动直流整流电路的低压输出端连接，该三极管Q5的集电极与降压电阻R7的另一端、降压电阻R11的另一端和降压电阻R10连接，该三极管Q5的基极通过电阻R13和电容C6并联后连接至该脉动直流整流电路的低压输出端，并还与二极管D8的正端和降压电阻R9的另一端连接，该二极管D8的负端分别与降压电阻R10的另一端和电容C5连接，该电容C5的另一端与该电子轻触式控制开关11的另一端连接。

此外，在本实施例中，该显示灯12包括发光显示导通电路，其构成开关电路装置21A的一部分，以对开关电路装置21A的开关状态进行发光显示。该发光显示导通电路包括降压电阻R15和发光二极管LED1和发光二极管LED2，其中该降压电阻R15与该外部交流电源连接，另一端与并联的发光二极管LED1和发光二极管LED2连接，该并联的发光二极管LED1和发光二极管LED2的另一端与该负载输出端211A连接，其中该发光二极管LED1和发光二极管LED2的正负端反向设置，使在外部交流电的正负半周都能发光。该显示灯12工作原理是这样的：当电子轻触式控制开关在关的状态，外部交流电源和负载输出端的压降很大，经该降压电阻R15和发光二极管LED1和发光二极管LED2有电流通过，发光二极管LED1和发光二极管LED2发光；当电子轻触式控制开关在开的状态，外部交流电源和负载输出端的压降小，只用几伏，而降压电阻R15的阻值较大，流经该降压电阻R15和发光二极管LED1和发光二极管LED2的电流很小，几乎可忽略不计，不能使发光二极管LED1和发光二极管LED2导通，因此发光二极管LED1和发光二极管LED2不发光。

本实用新型单火线制电子轻触式墙壁开关10的主要工作原理是这样的：当电子轻触式控制开关11处于打开状态时，外部交流电源一般为220伏50赫兹，在经过该脉动直流整流电路后，在二极管D2的负端和二极管D1的正端形成具有电位差的高压输出端和低压输出端，从而输出220伏100赫兹的脉动直流，并加载在双向可控硅Q2的MT2极和MT1极上。由于该单向可控硅Q1的控制极G此时没有得到控制电压信号，以下详细说明。因此双向可控硅Q2的控制极G也没能得到控制电压信号，从而使得该MT2极和MT1极之间处于断开状态，因此负载输出端211A没有输出电压。

此时，高压输出端的电流从该第一电源电路流过，也即依次经过降压电阻R2、二极管D6和滤波电容C3，从而在滤波电容C3的两端形成电压，为该控制电路215和该过零检测电路214提供工作电压。

由于该电子轻触式控制开关11处于打开状态，且该三极管Q5的基极通过并联的降压电阻R13和电容C6而接到滤波电容C3的低压端，也即脉动直流整流电路的低压输出端，因此导致三极管Q5的基极为低电位，而该三极管Q5的发射极也与脉动直流整流电路的低压输出端连接，从而使得三极管Q5的集电极为高电位。由于该三极管Q5和三极管Q4构成双稳态电路，因此该三极管Q4的集电极为低电位，从而不能提供触发该单向可控硅Q1的控制极G的触发电压，从而也不能触发该双向可控硅Q2的控制极G，因此双向可控硅MT2极和MT1极之间处于断开状态，因此负载输出端211A没有输出电压。

当该电子轻触式控制开关11被按下而接通后，该双稳态电路发生翻转，该三极管Q5的集电极为低电位，而该三极管Q4的集电极为高电位，通过降压电阻R14，而提供该单向可控硅Q1的控制极G的触发电位，从而让该单向可控硅Q1导通，该负载电阻R1的电压逐渐上升，随着该单向可控硅Q1的阴极的电压的升高，从而达到击穿该稳压二极管ZD1，而触发该双向可控硅Q2的控制极，让该MT2极和MT1极之间导通，外部交流电源40从负载输出端211A流出而加载在负载30A上，确保负载30A工作电压。从而可通过本实用新型单火线制电子轻触式墙壁开关10完成开关功能。由于该电子轻触式控制开关11上的工作电压较低，电流也很小，因此可避免接通瞬间打火现象，使用可靠，以提高其使用寿命。

当该MT2极和MT1极之间导通后，该控制电路215和该过零检测电路214上的工作电压发生变化。具体地讲，当MT2极和MT1极之间导通后，在负载电阻R1形成5.6V的脉冲，然后经二极管D5整流、滤波电容C2、降压电阻R3限流、滤波电容C3再滤波后给控制线路215和过零检测电路214供电。

该过零检测电路214的工作原理是这样的，当该MT2极和MT1极之间导通后，外部交流电源40的交流电压过零时，分压电阻R4、R5的分压点为0伏。此时，三极管Q4的集电极为高电位通过分压电阻R14直接加到单向可控硅Q1的控制极G，而将其触发，从而使得单向可控硅Q1和双向可控硅Q2导通；随着交流半波上升，当分压电阻R4、R5分压点达到一定值，如0.7伏时，三极管Q3导通，将三极管Q4的集电极为高电位拉低，在下一个半波时又进行同样的动作。由于脉动直流整流电路将电压的频率由50赫兹转为100赫兹，通过该过零检测电路214，从而在外部交流电源40的交流电压的正负半周过零时，都会形成一个触发脉冲去触发单向可控硅Q1，进而触发双向可控硅Q2使电流负载30A回路开通。

其他开关电路装置21B、21C和21D的工作原理与21A相同，在此不必赘述。

尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但是本实用新型的范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，以上各元件或构造可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件或构造来替换。

Claims

1.一种单火线制电子轻触式墙壁开关，包括面板和设于面板内侧的电路装置，其特征在于，所述电路装置通过单火线与外部交流电源和负载串联，所述面板上设有控制所述电路装置开和关的电子轻触式控制开关。

2.如权利要求1所述的单火线制电子轻触式墙壁开关，其特征在于，所述电路装置包括至少一个开关电路装置，该开关电路装置包括开关电路、过零检测电路、控制电路和电源电路，其中所述开关电路分别与外部交流电源和过零检测电路连接，并输出负载工作电压；所述电源电路分别与开关电路、过零检测电路和控制电路连接，并与对应电子轻触式控制开关的一端连接；所述控制电路还与过零检测电路和该对应电子轻触式控制开关的另一端相连接。

3.如权利要求2所述的单火线制电子轻触式墙壁开关，其特征在于，所述开关电路包括脉动直流整流电路和控制开关电路，其中该脉动直流整流电路的两端分别与外部交流电源连接和负载输出端连接；该控制开关电路包括单向可控硅和双向可控硅，其中该双向可控硅的MT2极与该脉动直流整流电路的高压输出端连接，其MT1极与该脉动直流整流电路的低压输出端连接，其控制极通过稳压二极管与该单向可控硅的阴极连接并且通过负载电阻R1与该脉动直流整流电路的低压输出端连接；该单向可控硅的阳极与该双向可控硅的MT2极和该电源电路连接，该单向可控硅的控制极与该过零检测电路和该控制电路连接，该单向可控硅的阴极与该稳压二极管的负端和该电源电路连接。

4.如权利要求3所述的单火线制电子轻触式墙壁开关，其特征在于，所述脉动直流整流电路包括压敏二极管、二极管D1、二极管D2二极管D3、二极管D4和电容C1，其中该压敏二极管与串联的二极管D1、二极管D3以及串联的二极管D2、二极管D4并联，该压敏二极管一端、二极管D1的负端、二极管D2的正端分别与外部交流电源连接，该压敏二极管的另一端分别与二极管D3的负端、二极管D4的正端连接，该二极管D1的正端与二极管D3的正端连接，形成该脉动直流整流电路的低压输出端，该二极管D2的负端与二极管D4的负端连接，形成该脉动直流整流电路的高压输出端，该低压输出端和该高压输出端之间并联电容C1，该二极管D3的负端与所述负载输出端连接。

5.如权利要求4所述的单火线制电子轻触式墙壁开关，其特征在于，所述电源电路包括在电路关的状态使用的第一电源电路和在电路开的状态使用的第二电源电路，其中第一电源电路包括降压电阻R2、二极管D6和滤波电容C3，其中该降压电阻R2一端与所述单向可控硅的阳极相连，另一端与该二极管D6的正端相连，该滤波电容C3的一端与该二极管D6的负端连接，另一端与所述脉动直流整流电路的低压输出端连接；该第二电源电路包括二极管D5、降压电阻R3、滤波电容C3和滤波电容C2，其中该二极管D5的正端与所述稳压二极管的负端相连，另一端分别与滤波电容C2和降压电阻R3连接，该降压电阻R3的另一端与该滤波电容C3连接，该滤波电容C3和滤波电容C2的另一端皆与所述脉动直流整流电路的低压输出端连接，所述脉动直流整流电路的低压输出端与所述电子轻触式控制开关的一端连接。

6.如权利要求5所述的单火线制电子轻触式墙壁开关，其特征在于，所述过零检测电路包括三极管Q3和分压电阻R4和分压电阻R5，其中该分压电阻R5一端与所述脉动直流整流电路的高压输出端连接，另一分别与三极管Q3的基极和分压电阻R4连接，该分压电阻R4的另一端与所述脉动直流整流电路的低压输出端连接，该三极管Q3的集电极与所述单向可控硅的控制极连接，其发射极与所述脉动直流整流电路的低压输出端连接。

7.如权利要求6所述的单火线制电子轻触式墙壁开关，其特征在于，所述控制电路包括双稳态电路，该双稳态电路包括三极管Q4和三极管Q5，其中该三极管Q4的发射极与所述脉动直流整流电路的低压输出端连接，该三极管Q4的集电极通过降压电阻R14与所述单向可控硅的控制极连接，并与降压电阻R6、降压电阻R8和降压电阻R9连接，该降压电阻R6的另一端分别与所述二极管D6的负端、降压电阻R7和降压电阻R12连接，该降压电阻R12的另一端与所述电子轻触式控制开关的另一端连接，该三极管Q4的基极分别与降压电阻R11和二极管D7的正端连接，该二极管D7的另一端分别与降压电阻R8的另一端和电容C4连接，该电容C4的另一端与所述电子轻触式控制开关的另一端连接；该三极管Q5的发射极与所述脉动直流整流电路的低压输出端连接，该三极管Q5的集电极与降压电阻R7的另一端、降压电阻R11的另一端和降压电阻R10连接，该三极管Q5的基极通过电阻R13和电容C6并联后连接至所述脉动直流整流电路的低压输出端，并还与二极管D8的正端和降压电阻R9的另一端连接，该二极管D8的负端分别与降压电阻R10的另一端和电容C5连接，该电容C5的另一端与所述电子轻触式控制开关的另一端连接。

8.如权利要求3至7中任一项所述的单火线制电子轻触式墙壁开关，其特征在于，所述开关电路装置包括发光显示导通电路，该发光显示导通电路包括降压电阻R15和发光二极管LED1和发光二极管LED2，其中该降压电阻R15与所述外部交流电源连接，另一端与并联的发光二极管LED1和发光二极管LED2连接，该并联的发光二极管LED1和发光二极管LED2的另一端与所述负载输出端连接，其中该发光二极管LED1和发光二极管LED2的正负端反向设置。