CN202395741U

CN202395741U - 一种单线制单刀双掷电子开关

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Publication number: CN202395741U
Application number: CN2011205348997U
Authority: CN
Inventors: 肖兴朝; 林庆光; 燕彩虹
Original assignee: Shenzhen Ada Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Ada Electronics Co Ltd
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2021-12-20

Abstract

本实用新型公开一种单线制单刀双掷电子开关，电子开关包括继电器及驱动模块、触摸感应模块和电源模块，触摸感应模块接收触摸信号，并控制继电器及驱动模块工作，继电器及驱动模块控制负载供电，电源模块给继电器及驱动模块和触摸感应模块供电。本实用新型采用密封防爆继电器取代可控硅作为开关元件，带载功率可以达到1000W，达到功率更大的开关场合使用的要求。本实用新型使用磁保持继电器，利用磁保持继电器脉冲工作，平时不耗电能，继电器闭合后，回路没有供电，依靠电池供电。本实用新型负载范围更广，节能灯、开关电源、交流电机、LED新光源以及普通日光灯等，克服可控硅开关的负载范围小，负载能力弱的缺点。

Description

一种单线制单刀双掷电子开关

技术领域

本实用新型公开一种电子开关，特别是一种单线制单刀双掷电子开关。

背景技术

市场上出现的常开常闭单刀双掷电子开关，都是使用双向可控硅电子开关方案，虽然解决了机械开关的寿命及环境湿度环境的影响，但是采用双向可控硅方案的弱点是显现易见的，因为可控硅本身存在导通电阻，所以在负载大于200W时，在220V状态下，可控硅本身的发热功率达到2W多，在密封的86开关盒内，功能即至极限，不提倡再进一步加大功率，否则容易引起危险，所以，采用双向可控硅的电子开关适用于小功率负载（一般不大于150W）。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的电子开关采用双向可控硅作为开关元件，带载能力有限的缺点，本实用新型提供一种新的单线制电子开关，其采用磁保持继电器作为开关元件，配合其他驱动电路，可实现大功率带载。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种单线制单刀双掷电子开关，电子开关包括磁保持继电器及驱动模块、触摸感应模块和电源模块，触摸感应模块接收触摸信号，并控制磁保持继电器及驱动模块工作，磁保持继电器及驱动模块控制负载供电，电源模块给磁保持继电器及驱动模块和触摸感应模块供电。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的电子开关中还包括电池模块，电源模块能够给电池模块充电，电池模块能够给继电器及驱动模块和触摸感应模块供电。

所述的电子开关中还包括用于指示电源模块的工作电源指示模块，电源指示模块连接在电源模块输出端。

所述的磁保持继电器及驱动模块包括磁保持继电器和驱动开关元件，触摸感应模块控制驱动开关元件通断，驱动开关元件控制继电器工作。

所述的驱动开关元件的数量为磁保持继电器的二倍，两个驱动开关元件分别连接在一个继电器的两个控制端上。

所述的磁保持继电器及驱动模块中包括有两个磁保持继电器。

所述的电源模块包括整流桥组、变压器和稳压芯片，整流桥组从继电器及驱动模块处取电，并输出给变压器，变压器输出给稳压芯片，稳压芯片输出给继电器及驱动模块和触摸感应模块供电。

所述的整流桥组包括三个整流桥，即BD1 、BD2和BD3，三个整流桥并联输出给变压器，整流桥BD1、整流桥BD2和整流桥BD3的正极输出端通过串联连接的限流电阻R1、电阻R2和电阻R3后与光耦OP0内的光敏三极管连接，串联连接的限流电阻R1、电阻R2和电阻R3与光耦OP0内的光敏三极管的公共点与三极管Q1的基极连接，三极管Q1串联在变压器T的初级的另一个输入端与地之间，电阻R1与变压器T的公共端上连接有滤波电容C1，光耦OP0内的光敏三极管与变压器T的次级副线圈之间串联连接有电阻R4和电容C2，电阻R4和电容C2形成一个RC振荡器，光耦OP0内的光敏三极管另一端通过电容C3接地，同时光耦OP0内的光敏三极管另一端通过二极管D1连接在变压器T的次级副线圈上，变压器T的次级主线圈输出通过整流二极管D2和二极管D4输出给触摸感应模块和继电器及驱动模块供电。

所述的变压器T的次级主线圈输出上连接有串联连接的电阻R5、稳压二极管ZD1和光耦OP0的发光二极管。

所述的电源模块中还包括有电压检测芯片，电压检测芯片检测电池模组的电压，并将检测结果输出给触摸感应模块。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用密封防爆磁保持继电器取代可控硅作为开关元件，带载功率可以达到1000W，达到功率更大的开关场合使用的要求。本实用新型使用磁保持继电器，利用磁保持继电器脉冲工作，平时不耗电能，继电器闭合后，回路没有供电，依靠电池供电。开关功率由磁保持继电器触点开关决定。本实用新型负载范围更广，节能灯、开关电源、交流电机、LED新光源以及普通日光灯等，克服可控硅开关的负载范围小，负载能力弱的缺点。本实用新型使用开关电源，利用它的高效率，减轻自身功耗，可以带动更小功率的负载，如LED灯等。本实用新型使用低功耗类LDO稳压芯片，触摸芯片，降低整体功耗，单路静态总功耗小于10mW（有指示灯下测得）。

本实用新型在双组应用时（即双控，两个开关控制一个负载），可以控制小功率达到5W负载；单组应用时（即单个开关控制一个负载），功率更是达到1W，而且不分负载类型，对于出现的节能灯（包含LED灯）都可以控制。

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型电路方框图。

图2为本实用新型电路原理图。

图3为本实用新型单组应用电路方框图。

图4为本实用新型双组应用电路方框图。

具体实施方式

本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。

请参看附图1和附图2，本实用新型主要包括继电器及驱动模块、触摸感应模块和电源模块，触摸感应模块接收触摸信号，并控制继电器及驱动模块工作，继电器及驱动模块控制负载供电，电源模块给继电器及驱动模块和触摸感应模块供电。本实施例中，还包括电池模块，电源模块能够给电池模块充电，电池模块能够给继电器及驱动模块和触摸感应模块供电。本实施例中，还包括电源指示模块，电源指示模块连接在电源模块输出端，用于指示电源模块的工作。

本实施例中，继电器及驱动模块包括两个继电器和四个驱动开关元件，本实施例中可以同时控制两路负载，具体实施时，也可根据实际需要设置一路输出，或多路输出。本实施例中，两个继电器分别为继电器K1和继电器K2，两个继电器各自控制一路负载，继电器K1和继电器K2采用磁保持继电器。本实施例中，四个驱动开关元件分别为三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4和三极管Q5，触摸感应模块分别输出控制信号给三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4和三极管Q5，控制三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4和三极管Q5的通断，三极管Q2和三极管Q3分别连接继电器K1的控制端上，用于控制继电器K1的吸合和释放，三极管Q4和三极管Q5分别连接在继电器K2的控制端上，用于控制继电器K2的吸合和释放。具体实施时，也可以采用开关管替换三极管。

本实施例中，电源模块主要包括整流桥组和一个变压器T，本实施例中，变压器T采用型号为EFC-10的变压器，变压器T采用多绕组变压器，其可以将多路输出之间进行电隔离，使其不会相互影响。本实施例中的整流桥组包括三个整流桥，即BD1 、BD2和BD3，三个整流桥并联输出给变压器，具体实施时，也可以根据实际需要选择。本实施例中，整流桥BD1的一个输入端连接在第一路负载的火线上，整流桥BD1的另一个输入端连接在继电器K1的公共端上；整流桥BD2的一个输入端连接在第二路负载的火线上，整流桥BD2的另一个输入端连接在继电器K2的公共端上；整流桥BD3的一个输入端连接在继电器K1的常闭触点上，整流桥BD3的另一个输入端连接在继电器K2的常闭触点上。整流桥BD1、整流桥BD2和整流桥BD3的正极输出端同时通过电阻R1连接在变压器T的一个输入端上，同时，整流桥BD1、整流桥BD2和整流桥BD3的正极输出端通过串联连接的限流电阻R1、电阻R2和电阻R3后与光耦OP0内的光敏三极管连接，串联连接的限流电阻R1、电阻R2和电阻R3与光耦OP0内的光敏三极管的公共点与三极管Q1的基极连接，三极管Q1串联在变压器T的初级的另一个输入端与地之间，同时，电阻R1与变压器T的公共端上连接有滤波电容C1。光耦OP0内的光敏三极管与变压器T的次级副线圈之间串联连接有电阻R4和电容C2，电阻R4和电容C2形成一个RC振荡器，从而形成高频开关电源，利用开关电源将市电高效率的转换为5V低压直流电。光耦OP0内的光敏三极管另一端通过电容C3接地，同时光耦OP0内的光敏三极管另一端通过二极管D1连接在变压器T的次级副线圈上。变压器T的次级主线圈输出两路，一路通过整流二极管D2和二极管D4输出给触摸感应模块和继电器及驱动模块供电，同时，还通过整流二极管D2和二极管D6给电池BT1充电，电池BT1输出给触摸感应模块和继电器及驱动模块供电，电池BT1与触摸感应模块之间连接有二极管BAT54C。本实施例中，变压器T的次级主线圈输出上连接有串联连接的电阻R5、稳压二极管ZD1和光耦OP0的发光二极管，利用稳压二极管ZD1采样输出电压，当输出电压超过稳压二极管ZD1的稳压值时，稳压二极管ZD1导通，并通过光耦OP0反馈给开关管Q1，从而实现稳定输出的目的。本实施例中，变压器T的次级主线圈另一路输出连接在电源指示模块上，本实施例中，电源指示模块为四个串联连接的LED指示灯，同时，电源指示模块输入端连接在触摸感应模块的一个输出接口上，可通过电源指示模块指示本实用新型的电源工作情况。

本实施例中，触摸感应模块的核心部件为触摸及主控处理芯片U2、稳压芯片U1，本实施例中，触摸及主控处理芯片U2采用型号为ADPT008的芯片，其具有电容式触摸开关识别及数据处理功能，本实施例中，触摸及主控处理芯片U2的灵敏度控制端上连接有电容C8，电容C8为触摸灵敏度调节电容，改变此电容的大小，可以改变灵敏度。电容C8的电容值小，灵敏度低，反之灵敏度高。本实施例中，触摸及主控处理芯片U2上连接有两个，在第一个触摸点和触摸及主控处理芯片U2之间串联有电阻R13，在第二个触摸点和触摸及主控处理芯片U2之间串联有电阻R14，电阻R13和电阻R14串联在触摸通路中，提高抗干扰，同时可以降低灵敏度。稳压芯片U1采用型号为HI7130的稳压芯片，将电源模块输出的电源稳压在3.0V给触摸及主控处理芯片U2供电。本实施例中，还设有电池检测芯片U3，电池检测芯片U3的输入端连接在电池BT1的正极上，用于检测电池BT1的电压，电池检测芯片U3的输出端连接在触摸及主控处理芯片U2的I/O扣上，在电池BT1的电压低于3.3V时，电池检测芯片U3输出脉冲信号给触摸及主控处理芯片U2，触摸及主控处理芯片U2执行脱扣指令，令磁保持继电器复位，恢复开关电源工作，提供充电电流给电池BT1，恢复电池BT1电量。本实施例中，触摸及主控处理芯片U2的四个I/O口上分别输出给三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4和三极管Q5，控制三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4和三极管Q5的通断。

请参看附图3和附图4，本实用新型在使用时，可作为单组开关应用，也可以作为双组开关应用，当其作为单组开关应用时，请参看附图3，将负载串联在市电的火线上，并连接在本实用新型继电器的公共端上，将市电的零线连接在本实用新型相应的继电器的常开触点上即可；当本实用新型作为双组开关应用时，请参看附图4，其采用两个继电器对一个负载进行控制，两个继电器可为两个开关的不同继电器，也可以为一个开关中的两个不同继电器，本实施例中，将负载串联在市电的火线上，并连接在第一个继电器的公共端上，将第一个继电器的常闭触点连接在第二继电器的常开触点上，第一个继电器的常开触点连接在第二个继电器的常闭触点上，市电的零线连接在第二个继电器的公共端上即可。

本实用新型采用密封防爆继电器取代可控硅作为开关元件，带载功率可以达到1000W，达到功率更大的开关场合使用的要求。本实用新型使用磁保持继电器，利用磁保持继电器脉冲工作，平时不耗电能，继电器闭合后，回路没有供电，依靠电池供电。开关功率由磁保持继电器触点开关决定。本实用新型负载范围更广，节能灯、开关电源、交流电机、LED新光源以及普通日光灯等，克服可控硅开关的负载范围小，负载能力弱的缺点。本实用新型使用开关电源，利用它的高效率，减轻自身功耗，可以带动更小功率的负载，如LED灯等。本实用新型使用低功耗类LDO稳压芯片，触摸芯片，降低整体功耗，单路静态总功耗小于10mW（有指示灯下测得）。

Claims

1.一种单线制单刀双掷电子开关，其特征是：所述的电子开关包括磁保持继电器及驱动模块、触摸感应模块和电源模块，触摸感应模块接收触摸信号，并控制磁保持继电器及驱动模块工作，磁保持继电器及驱动模块控制负载供电，电源模块给磁保持继电器及驱动模块和触摸感应模块供电。

2.根据权利要求1所述的单线制单刀双掷电子开关，其特征是：所述的电子开关中还包括电池模块，电源模块能够给电池模块充电，电池模块能够给继电器及驱动模块和触摸感应模块供电。

3.根据权利要求1所述的单线制单刀双掷电子开关，其特征是：所述的电子开关中还包括用于指示电源模块的工作电源指示模块，电源指示模块连接在电源模块输出端。

4.根据权利要求1或2或3所述的单线制单刀双掷电子开关，其特征是：所述的磁保持继电器及驱动模块包括磁保持继电器和驱动开关元件，触摸感应模块控制驱动开关元件通断，驱动开关元件控制继电器工作。

5.根据权利要求4所述的单线制单刀双掷电子开关，其特征是：所述的驱动开关元件的数量为磁保持继电器的二倍，两个驱动开关元件分别连接在一个继电器的两个控制端上。

6.根据权利要求4所述的单线制单刀双掷电子开关，其特征是：所述的磁保持继电器及驱动模块中包括有两个磁保持继电器。

7.根据权利要求1或2或3所述的单线制单刀双掷电子开关，其特征是：所述的电源模块包括整流桥组、变压器和稳压芯片，整流桥组从继电器及驱动模块处取电，并输出给变压器，变压器输出给稳压芯片，稳压芯片输出给继电器及驱动模块和触摸感应模块供电。

8.根据权利要求7所述的单线制单刀双掷电子开关，其特征是：所述的整流桥组包括三个整流桥，即BD1 、BD2和BD3，三个整流桥并联输出给变压器，整流桥BD1、整流桥BD2和整流桥BD3的正极输出端通过串联连接的限流电阻R1、电阻R2和电阻R3后与光耦OP0内的光敏三极管连接，串联连接的限流电阻R1、电阻R2和电阻R3与光耦OP0内的光敏三极管的公共点与三极管Q1的基极连接，三极管Q1串联在变压器T的初级的另一个输入端与地之间，电阻R1与变压器T的公共端上连接有滤波电容C1，光耦OP0内的光敏三极管与变压器T的次级副线圈之间串联连接有电阻R4和电容C2，电阻R4和电容C2形成一个RC振荡器，光耦OP0内的光敏三极管另一端通过电容C3接地，同时光耦OP0内的光敏三极管另一端通过二极管D1连接在变压器T的次级副线圈上，变压器T的次级主线圈输出通过整流二极管D2和二极管D4输出给触摸感应模块和继电器及驱动模块供电。

9.根据权利要求8所述的单线制单刀双掷电子开关，其特征是：所述的变压器T的次级主线圈输出上连接有串联连接的电阻R5、稳压二极管ZD1和光耦OP0的发光二极管。

10.根据权利要求7所述的单线制单刀双掷电子开关，其特征是：所述的电源模块中还包括有电压检测芯片，电压检测芯片检测电池模组的电压，并将检测结果输出给触摸感应模块。