CN201418066Y - 一种可控硅单线制开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可控硅单线制开关，包括一个相线输入端、由所述相线输入端引出的第一相线输出端、第一受控开关及反馈供电电路、控制所述第一受控开关及反馈供电电路状态的中心控制器、以及为所述中心控制器供电的待机供电电路；所述第一受控开关及反馈供电电路包括双向可控硅、整流桥及单向可控硅，所述双向可控硅串接在所述相线输入端和所述第一相线输出端之间，所述反馈供电的输入端连接在所述单向可控硅的阴极端，所述相线输入端还包括有第二、第三受控开关模块及相应的第二、第三相线输出端。实施本实用新型的小功率多路可控硅单线制开关，具有以下有益效果：该开关各路自成独立组件；所需待机及驱动电流极小；可控制功率很小的灯具而无冷闪现象；可以直接替换传统的机械开关。

Description

一种可控硅单线制开关

技术领域

本实用新型涉及一种交流电源开关，更具体地说，涉及一种可控硅单线制开关。

背景技术

通常，以交流电源供电的用电器具(例如灯泡、日光灯等)都有一个开关连接在该用电器具和交流电源之间，用于控制该用电器的开启和关断。传统开关，是通过控制机械触点的断开与接通而达到控制上述用电器具的关断与开启。这种机械开关在一些情况下(例如，遥控等场合)，不能使用或使用时极不方便，例如在替代已经布好线的机械开关时，由于机械开关只需要对相线和零线中的一条就可以完成开关功能(通常是相线)，因此通常只用相线接入开关，而通常的遥控开关需要零火线接入开关。目前，虽然也有一些电子开关或遥控开关逐渐开始在实际中使用。但是，这些开关由于受现有技术的制约，其需引入零线、控制驱动电路及待机电路本身的功耗较大，容易出现关灯冷闪现象，所以，其性能差、工作不稳定。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，性能差，工作不稳定，不能适应小功率负载的缺陷，提供一种工作可靠(不需要将零线引入开关的)、性能优良的多路可控硅单线制开关。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种可控硅单线制开关，其特征在于，包括一个相线输入端、由所述相线输入端引出的第一相线输出端、第一受控开关及反馈供电电路、控制所述第一受控开关及反馈供电电路状态的中心控制器、以及在所述第一受控开关及反馈供电电路未接通时为所述中心控制器供电的待机供电电路；所述第一受控开关及反馈供电电路还包括在其导通时为所述中心控制器供电的反馈供电电路。

在本实用新型所述的可控硅单线制开关中，所述第一受控开关及反馈供电电路还包括双向可控硅、第一整流桥、单向可控硅及稳压二极管，所述双向可控硅串接在所述相线输入端和所述第一相线输出端之间；所述第一整流桥交流端分别耦接到所述相线输入端和所述第一相线输出端；所述单向可控硅阳极连接在所述第一整流桥直流端，其阴极通过反向连接的稳压二极管连接到所述第一整流桥直流负端，其控制极耦接到所述中心控制器；所述反馈供电电路的输入端连接在所述单向可控硅的阴极端；所述待机供电电路的输入端并接在所述第一整流桥的直流端。

在本实用新型所述的可控硅单线制开关中，还包括滤波及稳压电路，所述待机供电电路和所述反馈供电电路的输出端连接在所述滤波及稳压电路的输入端上，所述滤波及稳压电路的输出端连接所述中心控制器。

在本实用新型所述的可控硅单线制开关中，还包括第二相线输出端和第三相线输出端、以及分别串接在所述第二相线输出端和第三相线输出端与所述相线输入端之间的第二受控开关和第三受控开关。

在本实用新型所述的可控硅单线制开关中，所述第二受控开关和第三受控开关分别包括双向可控硅及其触发电路模块，所述双向可控硅的主端子分别连接在所述相线输入端和相线输出端之间，所述双向可控硅的控制端通过所述触发电路分别耦合到所述中心控制器相应的控制信号输出端。

在本实用新型所述的可控硅单线制开关中，所述第二受控开关和所述第三受控开关的触发电路相同且可成为独立的触发模块。

在本实用新型所述的可控硅单线制开关中，所述触发电路包括整流桥、单向可控硅、晶体管、光耦器及稳压二极管，所述整流桥交流端分别通过限流电阻并接在所述相线输入端和相线输出端，所述整流桥的直流正端连接在所述可控硅阳极，所述可控硅阴极通过第一电阻连接到所述整流桥直流负端，所述可控硅控制极通过第二电阻连接在晶体管发射极，所述晶体管集电极通过第三电阻与所述可控硅阳极连接并通过第一电容连接到所述整流桥直流端负极，所述晶体管发射极还通过第一并联阻容网络连接到所述整流桥直流端负极，同时所述晶体管的基极通过第二并联阻容网络连接到所述整流桥直流端负极，所述晶体管的集电极和基极还分别与光耦器相连，所述稳压二极管负端与所述整流桥直流端负极相连，正极端与所述晶体管的集电极相连，所述光耦器的负极端通过第四电阻接地，所述光耦器的正极端与所述中心控制器的信号输出端连接。

在本实用新型所述的可控硅单线制开关中，所述中心控制器上还连接有用于接收控制信号的遥控接收模块。

实施本实用新型的一种可控硅单线制开关，具有以下有益效果：由于本开关的所有受控开关都是采用可控硅作为开关元件，开关各路自成独立组件；所需待机及驱动电流极小；可控制功率很小的灯具而无冷闪现象；可以直接替换传统的机械开关。同时，无需零线引入的接线方式使用更方便更安全，可以直接替换传统的机械开关。

附图说明

图1是本实用新型一种可控硅单线制开关实施例的结构示意图；

图2是所述实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步说明。

如图1所示，在本实用新型一种可控硅单线制开关实施例中，该开关包括一个相线输入端IN，三个相线输出端第一相线输出端OUT1、第二相线输出端OUT2和第三相线输出端OUT3，在上述相线输入端IN和第一相线输出端OUT1之间，串联有第一受控开关及反馈供电电路4，第一受控开关及反馈供电电路4包括作为开关元件的双向可控硅TC1、电感L1、第一整流桥DT1、电阻R12、电阻R13以及接收中心控制器1的输出信号并控制上述双向可控硅TC1的状态的驱动电路(参见图2)；其中，作为开关元件的双向可控硅TC1的主端子分别连接在相线输入端IN和第一相线输出端OUT1上，双向可控硅TC1的通断就决定了上述相线输入端IN和第一相线输出端OUT1之间是连通还是断开；第一整流桥DT1的交流端分别通过电感L1连接在相线输入端IN和通过串接的电阻R12、电阻R13连接到第一相线输出端OUT1，上述双向可控硅TC1的控制极同时连接在上述电阻R12和电阻R13的连接点；在图1中，待机供电电路31连接在上述第一整流桥DT1的直流端，同时上述直流端还与上述驱动电路连接，该驱动电路同时还与中心控制器1的信号输出端连接，接收由中心控制器1输出的控制信号；第一受控开关及反馈供电电路4中的供电电路的输出端和待机供电电路31的输出端均连接到滤波及稳压电路33，而滤波及稳压电路33的输出端提供稳定的电压输出作为中心控制器1的电源，上述供电电路、待机供电电路31和滤波及稳压电路33共同构成本实施例中的电源。中心控制器1输出的控制信号连接在上述第一受控开关及反馈供电电路4，作为控制信号控制上述第一受控开关及反馈供电电路4的状态。值得一提的是，在本实施例中，待机供电电路31需要在相线输出端OUT1与零线之间有负载连接且线路完好时才能正常工作，这也是本实施例中可控硅单线制开关工作的前提条件。

在图1中，第二相线输出端OUT2、第三相线输出端OUT3与相线输入端IN之间还分别串接有第二受控开关5和第三受控开关6，上述第二受控开关5和第三受控开关6和第一受控开关及反馈供电电路的作用一样，同样是串接在相线输入端IN和其相应的相线输出端之间，在中心控制器1的控制下，第二受控开关5和第三受控开关6的连接和断开分别使得上述相线输入端和第二相线输出端和第三相线输出端之间连接和断开。在本实施例中，第二受控开关5和第三受控开关6的开关元件与第一受控开关及反馈供电电路4中的开关元件一样，是双向可控硅。在其他实施例中，该可控硅单线制开关也可以不包括上述第二相线输出端、第二受控开关或第三相线输出端、第三受控开关，此时，该开关就变为一个一位单线制遥控开关。

在图1中，在中心控制器1上，连接有遥控接收模块2，所以该可控硅单线制开关是一个遥控开关。在本实施例中，上述遥控接收模块2是射频遥控接收模块；在其他实施例中，上述遥控接收模块也可以是红外遥控接收模块，当然，也可以是没有遥控接收模块而仅采用按键来控制上述中心控制器1的输出信号，从而控制上述各受控开关的动作电子开关。

图2是本实施例中可控硅单线制开关的电路图，如图2所示，在本实施例中，待机供电电路31包括变压器T2，该变压器T2的初级线圈的一端通过电阻R17连接到第一整流桥DT1的直流正端，其初级线圈的另一端连接在晶体管Q4的集电极，晶体管Q4的发射极通过电阻R9连接到上述第一整流桥DT1的直流负端；在整流桥DT1的直流正端和直流负端之间，依次串联有电阻R18、电阻R19、电容C7和电感L3，上述晶体管Q4的基极连接在电阻R19和电容C7的连接点上，上述变压器T1的次级线圈一端接地，另一端通过整流二极管D24作为待机供电电路31的输出端连接在滤波及稳压电路33的输入端。滤波及稳压电路33的输入端通过并联在其上与地之间的电容C8、电容C9滤波后，再通过正向串接在电压输入端高电平端上的指示灯LED，连接到稳压集成电路U2的输入端，稳压集成电路U1的输出端经过电容滤波后，提供给中心控制器1。

在上面的描述中，已经提到上述待机供电电路31的输出端以及滤波及稳压电路33连接在一起，在图2中，这个连接点被标记为+5V。在图2中，第一受控开关及反馈供电电路4包括双向可控硅TC1、第一整流桥DT1、二极管D2、第一稳压二极管DW2、第一可控硅Q3等；其中，双向可控硅TC1的主端子分别连接在相线输入端IN和第一相线输出端OUT1，第一整流桥DT1的交流端分别通过电感L1与上述相线输入端连接和通过串接的电阻R12、电阻R13与上述第一相线输出端OUT1连接，双向可控硅TC1的控制端连接在电阻R12和电阻R13的连接点上；第一可控硅Q3的阳极连接在上述第一整流桥DT1的直流正端，其阴极连接在稳压二极管DW2的负极，第一稳压二极管DW2的负极连接在第一整流桥DT1的直流负端，电阻R14并接在上述第一稳压二极管DW2的两端，第一可控硅Q3的控制端通过并联的电阻R15、电容C5连接到第一整流桥DT1的直流负端，同时该控制端还通过电阻R16连接到二极管D2的负极，二极管D2的正极连接到上述中心控制器1的信号输出端。上述第一稳压二极管DW2的负极还连接在二极管D3的正极，二极管D3的负极连接在上述+5V点。在本实施例中，除上述双向可控硅Q1外，上述部分元件既是第一受控开关及反馈供电电路4中双向可控硅Q1的驱动电路，同时也构成了反馈供电电路。其输出连接到上述+5V点，在第一受控开关及反馈供电电路4中的双向可控硅导通时，为中心控制器1供电。

如图2所示，在本实施例中，所述第二可控开关是可控硅及其触发电路模块，包括双向可控硅TC2及其触发电路，双向可控硅TC2的主端子分别连接在相线输入端IN和第二相线输出端OUT2之间，双向可控硅TC2的控制端通过其触发电路耦接到中心控制器的控制信号输出端。在本实施例中，该触发电路包括整流桥DT、可控硅Q1、晶体管Q2、光耦器U1及稳压二极管DW1，其中，整流桥DT交流端分别通过电阻R10、电阻R11连接在相线输入端IN和第二相线输出端OUT2，整流桥DT的直流正端连接在可控硅Q1的阳极，可控硅Q1的阴极通过第一电阻R2连接到整流桥DT的直流负端；可控硅Q1的控制极通过第二电阻R3连接在晶体管Q2的发射极，晶体管Q2集电极通过第三电阻R1与可控硅Q1的阳极连接并通过第一电容C1连接到整流桥DT的直流端负极，晶体管Q2发射极还通过第一并联阻容网络(包括并联的电阻R4、电容C2)连接到整流桥DT的直流端负极；同时晶体管Q2的基极通过第二并联阻容网络(包括并联的电阻R5、电容C3)连接到整流桥DT的直流端负极；晶体管Q2的集电极和基极还分别与光耦器U1的阳极和阴极相连，光耦器U1的阳极还通过反向连接的稳压二极管DW1与整流桥DT的直流端负极相连，光耦器U1的发光管负极通过第四电阻R6接地，光耦器U1的发光管正极连接在中心控制器1的控制信号输出端。

在本实施例中，第二受控开关5和第三受控开关6的结构大致是相同的，不同的只是其连接的中心控制器1的信号输出端以及相线输出端。实际上，在本实施例中，上述第二受控开关5(除双向可控硅外)和第三受控开关6(除双向可控硅外)均是独立于该可控硅单线制开关主电路板的一个模块，其可以事先单独生产，在制造该可控硅单线制开关时，将这些单独生产的模块安装在主电路板上即可。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的一般技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1、一种可控硅单线制开关，其特征在于，包括一个相线输入端、由所述相线输入端引出的第一相线输出端、第一受控开关及反馈供电电路、控制所述第一受控开关及反馈供电电路状态的中心控制器、以及在所述第一受控开关及反馈供电电路未接通时为所述中心控制器供电的待机供电电路；所述第一受控开关及反馈供电电路还包括在其导通时为所述中心控制器供电的反馈供电电路。

2、根据权利要求1所述的可控硅单线制开关，其特征在于，所述第一受控开关及反馈供电电路还包括双向可控硅、第一整流桥、单向可控硅及稳压二极管，所述双向可控硅串接在所述相线输入端和所述第一相线输出端之间；所述第一整流桥交流端分别耦接到所述相线输入端和所述第一相线输出端；所述单向可控硅阳极连接在所述第一整流桥直流端，其阴极通过反向连接的稳压二极管连接到所述第一整流桥直流负端，其控制极耦接到所述中心控制器；所述反馈供电电路的输入端连接在所述单向可控硅的阴极端；所述待机供电电路的输入端并接在所述第一整流桥的直流端。

3、根据权利要求2所述的可控硅单线制开关，其特征在于，还包括滤波及稳压电路，所述待机供电电路和所述反馈供电电路的输出端连接在所述滤波及稳压电路的输入端上，所述滤波及稳压电路的输出端连接所述中心控制器。

4、根据权利要求3所述的可控硅单线制开关，其特征在于，还包括第二相线输出端和第三相线输出端、以及分别串接在所述第二相线输出端和第三相线输出端与所述相线输入端之间的第二受控开关和第三受控开关。

5、根据权利要求4所述的可控硅单线制开关，其特征在于，所述第二受控开关和第三受控开关分别包括双向可控硅及其触发电路模块，所述双向可控硅的主端子分别连接在所述相线输入端和相线输出端之间，所述双向可控硅的控制端通过所述触发电路分别耦合到所述中心控制器相应的控制信号输出端。

6、根据权利要求5所述的可控硅单线制开关，其特征在于，所述第二受控开关和所述第三受控开关的触发电路相同且可成为独立的触发模块。

7、根据权利要求6所述的可控硅单线制开关，其特征在于，所述触发电路包括整流桥、单向可控硅、晶体管、光耦器及稳压二极管，所述整流桥交流端分别通过限流电阻并接在所述相线输入端和相线输出端，所述整流桥的直流正端连接在所述可控硅阳极，所述可控硅阴极通过第一电阻连接到所述整流桥直流负端，所述可控硅控制极通过第二电阻连接在晶体管发射极，所述晶体管集电极通过第三电阻与所述可控硅阳极连接并通过第一电容连接到所述整流桥直流端负极，所述晶体管发射极还通过第一并联阻容网络连接到所述整流桥直流端负极，同时所述晶体管的基极通过第二并联阻容网络连接到所述整流桥直流端负极，所述晶体管的集电极和基极还分别与光耦器相连，所述稳压二极管负端与所述整流桥直流端负极相连，正极端与所述晶体管的集电极相连，所述光耦器的负极端通过第四电阻接地，所述光耦器的正极端与所述中心控制器的信号输出端连接。

8、根据权利要求1-7任意一项所述的可控硅单线制开关，其特征在于，所述中心控制器上还连接有用于接收控制信号的遥控接收模块。

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