CN203933591U

CN203933591U - 一种电路开关及用电电路

Info

Publication number: CN203933591U
Application number: CN201420188298.9U
Authority: CN
Inventors: 赵培宇
Original assignee: Jianghan University
Current assignee: Jianghan University
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2014-04-17
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2024-04-17

Abstract

本实用新型公开了一种电路开关及用电电路，属于开关领域。所述电路开关包括：压电陶瓷、滤波电路、共射放大电路、稳压电路、共集放大电路和可控硅管，压电陶瓷与滤波电路电连接，共射放大电路分别与滤波电路和稳压电路电连接，共集放大电路分别与稳压电路和可控硅管的控制极电连接，所述可控硅管的正极与所述发光二极管负极电连接。本实用新型通过采用压电陶瓷将压力信号转化为电信号，然后对电信号进行滤波、一级放大、稳压和二级放大，最后采用经过处理的电信号驱动可控硅管，当电量足够大时，确定可控硅管导通，过段时间关闭，从而实现电路开关的功能，且这种开关不容易误开，精度高。

Description

一种电路开关及用电电路

技术领域

本实用新型属于开关领域，特别涉及一种电路开关及用电电路。

背景技术

开关是指一个可以使电路开路、使电流中断或使其流到其他电路的电子元件。

随着电子技术的日益进步，传统开关已经很难满足日常生活中的应用场景。例如，过道照明灯需要在人经过时自动打开，一段时间后自动熄灭。现有技术中，过道照明灯一般是声控开关，当开关感应到人声或脚步声时自动打开，在达到预定时间后熄灭。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

声控开关受声音控制，在接收到非人声时也会打开，因此容易误开，精度不高。

实用新型内容

为了解决现有技术中声控开关容易误开，精度不高的问题，本实用新型提供了一种电路开关及用电电路。所述技术方案如下：

一方面，本实用新型实施例提供了一种电路开关，所述电路开关包括：

将压力信号转换为电信号的压电陶瓷、对所述压电陶瓷产生的所述电信号进行滤波的滤波电路、对滤波后的所述电信号进行一级放大的共射放大电路、对一级放大后的所述电信号进行稳压的稳压电路、对稳压后的所述电信号进行二级放大的共集放大电路、接收所述共集放大电路输出的经过二级放大后的所述电信号的可控硅管Q3；

所述滤波电路包括电容C1和电阻R1，所述共射放大电路包括NPN型半导体三极管Q2、电阻R2和电阻R4，所述稳压电路包括电容C4和稳压二极管D3，所述共集放大电路包括NPN型半导体三极管Q1、电阻R5、电阻R6和二极管D1；

所述电容C1串联在所述NPN型半导体三极管Q2的基极和所述压电陶瓷的一端之间，所述压电陶瓷的另一端与所述NPN型半导体三极管Q2的发射极相连；所述电阻R1和所述电阻R2串联后连接在所述电容C1两端，所述电阻R4的一端连接在所述电阻R1和所述电阻R2之间，所述电阻R4的另一端与所述NPN型半导体三极管Q2的集电极相连，且所述NPN型半导体三极管Q2的发射极接地；所述电容C4和所述稳压二极管D3串联在所述NPN型半导体三极管Q2的集电极和发射极之间，且所述稳压二极管D3的正极与所述NPN型半导体三极管Q2的发射极相连；所述稳压二极管D3的负极与所述NPN型半导体三极管Q1的基极连接，所述电阻R6两端分别连接所述NPN型半导体三极管Q1的发射极和所述稳压二极管D3的正极，所述NPN型半导体三极管Q1的集电极连接在所述电阻R2和所述电阻R4之间；所述电阻R5两端分别连接所述NPN型半导体三极管Q1的发射极和所述可控硅管Q3的控制极，所述可控硅管Q3的阴极与所述电阻R6连接，所述二极管D1的负极和正极分别连接所述NPN型半导体三极管Q1的集电极和所述可控硅管Q3的阳极。

在实用新型实施例的一种实现方式中，所述电路开关还包括反馈电路，所述反馈电路包括电容C2、电容C3和电阻R3；

所述电阻R3两端分别连接在所述NPN型半导体三极管Q1的集电极上以及所述电阻R2和所述电阻R4之间，所述电容C2和所述电容C3串联后连接在所述电阻R3两端，所述电容C2和所述电容C3之间接地。

在实用新型实施例的另一种实现方式中，所述二极管D1的正极和所述可控硅管Q3的阳极之间接用电器，所述可控硅管Q3的阴极与电源BT的负极连接，所述电源BT的正极连接在所述用电器和所述二极管D1之间。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种用电电路，所述电路包括：

电路开关、电源、以及将所述电源的电能输出到用电器的输出模块，所述电源通过所述电路开关与所述输出模块电连接；所述电路开关包括：将间断的压力信号转换为连续稳定的电信号的压电陶瓷、对所述压电陶瓷产生的所述电信号进行滤波的滤波电路、对滤波后的所述电信号进行一级放大的共射放大电路、对一级放大后的所述电信号进行稳压的稳压电路、对稳压后的所述电信号进行二级放大的共集放大电路、接收所述共集放大电路输出经过二级放大后的所述电信号改变自身导通状态的可控硅管；

在实用新型实施例的另一种实现方式中，所述二极管D1的正极和所述可控硅管Q3的阳极之间接用电器，所述可控硅管Q3的阴极与电源的负极连接，所述电源的正极连接在所述用电器和所述二极管D1之间。

在实用新型实施例的另一种实现方式中，所述输出模块包括：

发光二极管、光电倍增单元、驱动单元和电压倍增单元，所述发光二极管分别与所述电源及所述电路开关电连接，所述光电倍增模块与所述发光二极管相对设置，所述驱动单元分别与所述光电倍增单元和所述电压倍增单元电连接。

在实用新型实施例的另一种实现方式中，所述光电倍增单元包括光电倍增管。

在实用新型实施例的另一种实现方式中，所述驱动单元包括高频谐振电路，所述高频谐振电路包括NPN型半导体三极管Q4、石英晶体振荡器X、可变电容C11、电容C12、电容C14、电阻R11、电阻R12和电阻R13，所述电容C12的两端分别与所述NPN型半导体三极管Q4的基极和发射极相连，所述NPN型半导体三极管Q4的发射极通过所述电阻R13接地，所述电容C13并联在所述电阻R13两端，所述石英晶体振荡器X和所述可变电容C11串联，且所述石英晶体振荡器X和所述可变电容C11并联在所述电容C12和电容C13两端，所述电阻R12两端分别连接所述NPN型半导体三极管Q4的基极和集电极，所述NPN型半导体三极管Q4的集电极通过所述电容C14接地，所述NPN型半导体三极管Q4的基极通过所述电阻R11接地，所述NPN型半导体三极管Q4的集电极和发射极分别与所述光电倍增单元和所述电压倍增单元电连接。

在实用新型实施例的另一种实现方式中，所述电压倍增单元包括谐振变压器和电压倍增器，所述谐振变压器与所述电压倍增器电连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过采用压电陶瓷将压力信号转化为电信号，然后对电信号进行滤波、一级放大、稳压和二级放大，最后采用经过处理的电信号驱动可控硅管，当电量足够大时，确定可控硅管导通，过段时间关闭，从而实现电路开关的功能，且这种开关不容易误开，精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实用新型实施例一提供的电路开关的结构示意图；

图2是实用新型实施例一提供的电路开关的电路图；

图3是实用新型实施例二提供的用电电路的结构示意图；

图4是实用新型实施例二提供的用电电路的电路图；

图5是实用新型实施例二提供的用电电路的输出模块的结构示意图；

图6是实用新型实施例二提供的高频谐振电路的电路图；

图7是实用新型实施例二提供的电压倍增单元的结构示意图；

图8是实用新型实施例二提供的电压倍增器的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种电路开关，参见图1，该装置包括：

用于将间断的压力信号转换为连续稳定的电信号的压电陶瓷1、用于对压电陶瓷1产生的电信号进行滤波的滤波电路2、用于对滤波后的电信号进行一级放大的共射放大电路3、用于对一级放大后的电信号进行稳压的稳压电路4、用于对稳压后的电信号进行二级放大的共集放大电路5、用于接收共集放大电路5输出经过二级放大后的电信号改变自身导通状态的可控硅管Q3。

压电陶瓷1与滤波电路2电连接，共射放大电路3分别与滤波电路2和稳压电路4电连接，共集放大电路5分别与稳压电路4和可控硅管Q3的控制极电连接。

参见图2，滤波电路包括电容C1和电阻R1，共射放大电路包括NPN型半导体三极管Q2、电阻R2和电阻R4，稳压电路包括电容C4和稳压二极管D3，共集放大电路包括NPN型半导体三极管Q1、电阻R5、电阻R6和二极管D1。

电容C1串联在NPN型半导体三极管Q2的基极和压电陶瓷的一端之间，压电陶瓷的另一端与NPN型半导体三极管Q2的发射极相连。

电阻R1和电阻R2串联后连接在电容C1两端，电阻R4的一端连接在电阻R1和电阻R2之间，电阻R4的另一端与NPN型半导体三极管Q2的集电极相连，且NPN型半导体三极管Q2的发射极接地。

电容C4和稳压二极管D3串联在NPN型半导体三极管Q2的集电极和发射极之间，且稳压二极管D3的正极与NPN型半导体三极管Q2的发射极相连，稳压二极管D3和NPN型半导体三极管Q2之间的线路接地。

稳压二极管D3的负极与NPN型半导体三极管Q1的基极连接，电阻R6两端分别连接NPN型半导体三极管Q1的发射极和稳压二极管D3的正极，NPN型半导体三极管Q1的集电极连接在电阻R2和电阻R4之间。

电阻R5两端分别连接NPN型半导体三极管Q1的发射极和可控硅管Q3的控制极，可控硅管Q3的阴极与电阻R6连接，二极管D1的负极和正极分别连接NPN型半导体三极管Q1的集电极和可控硅管Q3的阳极。

进一步地，电路开关还可以包括反馈电路，反馈电路包括电容C2、电容C3和电阻R3，该反馈电路用于消除二级放大对NPN型三极管Q2的干扰。电阻R3两端分别连接在NPN型半导体三极管Q1的集电极上以及电阻R2和电阻R4之间，电容C2和电容C3串联后连接在电阻R3两端，电容C2和电容C3之间接地。

具体地，二极管D1的正极和可控硅管Q3的阳极之间接用电器，可控硅管Q3的阴极与电源BT的负极连接，电源BT的正极连接在用电器和二极管D1之间。其中，用电器可以是图2中的发光二极管。

具体地，压电陶瓷1接收压力信号转化为电信号，开始时电信号电量较小，不足以驱动NPN型半导体三极管Q2，当电信号的电量累积足够大时，才能驱动NPN型半导体三极管Q2，之后电信号再经过过滤、一级放大、稳压和二级放大处理，就可以使可控硅管Q3达到导通状态。具体地，当压电陶瓷1受压力作用时，其产生的电量可以维持可控硅管Q3处于导通状态T时间，这里的T时间和选用的压电陶瓷1的本身的性能有关这里不再赘述，而相应地，这个电路开关所控制的电路也会维持T时间的畅通状态，之后电信号衰退，可控硅管Q3也将处于不导通状态。

本实用新型实施例通过采用压电陶瓷将压力信号转化为电信号，然后对电信号进行滤波、一级放大、稳压和二级放大，最后采用经过处理的电信号驱动可控硅管，当电量足够大时，确定可控硅管导通，过段时间关闭，从而实现电路开关的功能，且这种开关不容易误开，精度高。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种用电电路，参见图3～图4，该用电电路包括：

电路开关11、电源12、以及将电源12的电能输出到用电器的输出模块13，电源12通过电路开关11与输出模块13电连接。

具体地，电路开关11包括将间断的压力信号转换为连续稳定的电信号的压电陶瓷1、对压电陶瓷1产生的电信号进行滤波的滤波电路2、对滤波后的电信号进行一级放大的共射放大电路3、对一级放大后的电信号进行稳压的稳压电路4、对稳压后的电信号进行二级放大的共集放大电路5、接收共集放大电路5输出经过二级放大后的电信号改变自身导通状态的可控硅管Q3。

滤波电路包括电容C1和电阻R1，共射放大电路包括NPN型半导体三极管Q2、电阻R2和电阻R4，稳压电路包括电容C4和稳压二极管D3，共集放大电路包括NPN型半导体三极管Q1、电阻R5、电阻R6和二极管D1。

电容C1和NPN型半导体三极管Q2与压电陶瓷串联，且电容与NPN型半导体三极管Q2的基极相连，压电陶瓷与NPN型半导体三极管Q2的发射极相连。

电容C4和稳压二极管D3串联在NPN型半导体三极管Q2的集电极和发射极之间，且稳压二极管D3的正极与NPN型半导体三极管Q2的发射极相连，稳压二极管D3和NPN型半导体三极管Q2之间接地。

在本实用新型实施例的一种实现方式中，上述电容C1为1u，电容C2为47u，电容C3为220u，电容C4为1u，电阻R1为4.7K，电阻R2为2.2M，电阻R3为2.2K，电阻R4为4.7K，电阻R5为1K，电阻R6为3.3K。

在本实用新型实施例的其他实现方式中，上述电子元件的属性数值还可以是作其他设置，这里不再赘述。

进一步地，电路开关还可以包括反馈电路，反馈电路包括电容C2、电容C3和电阻R3，该反馈电路用于消除二级放大对NPN型半导体三极管Q2的干扰。电阻R3两端分别连接在NPN型半导体三极管Q1的集电极上以及电阻R2和电阻R4之间，电容C2和电容C3串联后连接在电阻R3两端，电容C2和电容C3之间接地。

其中，二极管D1的正极和可控硅管Q3的阳极之间接用电器，可控硅管Q3的阴极与电源12的负极连接，电源12的正极连接在用电器和二极管D1之间。具体地，用电器是通过输出模块连接在二极管D1的正极和可控硅管Q3的阳极之间的。

具体地，电源12为该用电电路提供能量来源，通常我们选用高容量电池或直接用220V家用电直接供电。

参见图5，输出模块13包括：发光二极管21、光电倍增单元22、驱动单元23和电压倍增单元24，发光二极管21分别与电源12及电路开关11电连接，光电倍增模块22与发光二极管21相对设置，驱动单元23分别与光电倍增单元22和电压倍增单元24电连接。

具体地，发光二极管21是由电路开关控制的，当开关打开时，发光二极管21发光，产生光子输入到光电倍增单元22。

具体地，光电倍增单元22包括光电倍增管，光电倍增电路已经是一种很成熟的电路了，这里不在赘述。

参见图6，驱动单元23包括高频谐振电路，高频谐振电路包括NPN型半导体三极管Q4、石英晶体振荡器X、可变电容C11、电容C12、电容C14、电阻R11、电阻R12和电阻R13，电容C12的两端分别与NPN型半导体三极管Q4的基极和发射极相连，NPN型半导体三极管Q4的发射极通过电阻R13接地，电容C13并联在电阻R13两端，石英晶体振荡器X和可变电容C11串联，且石英晶体振荡器X和可变电容C11并联在电容C12和电容C13两端，电阻R12两端分别连接NPN型半导体三极管Q4的基极和集电极，NPN型半导体三极管Q4的集电极通过电容C14接地，NPN型半导体三极管Q4的基极通过电阻R11接地，NPN型半导体三极管Q4的集电极和发射极分别作为驱动单元23的输入端和输出端。

驱动单元23的输入端与光电倍增单元22电连接，驱动单元23的输出端与电压倍增单元24电连接，驱动单元23可产生高频电信号。

参见图7，电压倍增单元24包括谐振变压器31和电压倍增器32，谐振变压器31与电压倍增器32电连接，电压倍增器32的输出端与用电器电连接。

具体地，参见图8，驱动单元23输出的高频电信号由谐振变压器31输入，输入的电信号将经过由二极管链（D21-D2n）和一组电容（C21-C2n）组成的电压倍增器32转化为高频高压电信号，另外我们可以根据实际需求电压大小调整级数n的大小。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种电路开关，其特征在于，所述电路开关包括：

2.根据权利要求1所述电路开关，其特征在于，所述电路开关还包括反馈电路，所述反馈电路包括电容C2、电容C3和电阻R3；

3.根据权利要求1或2所述电路开关，其特征在于，所述二极管D1的正极和所述可控硅管Q3的阳极之间接用电器，所述可控硅管Q3的阴极与电源BT的负极连接，所述电源BT的正极连接在所述用电器和所述二极管D1之间。

4.一种用电电路，其特征在于，所述电路包括：

5.根据权利要求4所述用电电路，其特征在于，所述电路开关还包括反馈电路，所述反馈电路包括电容C2、电容C3和电阻R3；

6.根据权利要求4所述用电电路，其特征在于，所述二极管D1的正极和所述可控硅管Q3的阳极之间接用电器，所述可控硅管Q3的阴极与电源的负极连接，所述电源的正极连接在所述用电器和所述二极管D1之间。

7.根据权利要求4～6任一项所述用电电路，其特征在于，所述输出模块包括：

8.根据权利要求7所述用电电路，其特征在于，所述光电倍增单元包括光电倍增管。

9.根据权利要求7所述用电电路，其特征在于，所述驱动单元包括高频谐振电路，所述高频谐振电路包括NPN型半导体三极管Q4、石英晶体振荡器X、可变电容C11、电容C12、电容C14、电阻R11、电阻R12和电阻R13，所述电容C12的两端分别与所述NPN型半导体三极管Q4的基极和发射极相连，所述NPN型半导体三极管Q4的发射极通过所述电阻R13接地，所述电容C13并联在所述电阻R13两端，所述石英晶体振荡器X和所述可变电容C11串联，且所述石英晶体振荡器X和所述可变电容C11并联在所述电容C12和电容C13两端，所述电阻R12两端分别连接所述NPN型半导体三极管Q4的基极和集电极，所述NPN型半导体三极管Q4的集电极通过所述电容C14接地，所述NPN型半导体三极管Q4的基极通过所述电阻R11接地，所述NPN型半导体三极管Q4的集电极和发射极分别与所述光电倍增单元和所述电压倍增单元电连接。

10.根据权利要求7所述用电电路，其特征在于，所述电压倍增单元包括谐振变压器和电压倍增器，所述谐振变压器与所述电压倍增器电连接。