CN205545194U - 触摸式场效应管交流开关电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种触摸式场效应管交流开关电路，包括零线和火线，在零线和火线之间有负载和场效应管开关电路，电网降压取电电路的输出端连接有低功耗稳压器和场效应管驱动电路，场效应管驱动电路的输出端连接有场效应管开关，场效应管开关与负载串联在零线和火线之间；场效应管驱动电路的输入端还连接有触摸输出控制电路，低功耗稳压器连接触摸式控制芯片，触摸式控制芯片连接触摸输出控制电路，触摸输出控制电路接有过热保护电路。本实用新型利用场效应管正向偏置时，双向导通特性实现交流开关，应用在交流开关的领域，电路简单，体积小，成本低，而且不会有开关打火花，可靠性高。另外，电路的功耗小，取电方便。

Description

触摸式场效应管交流开关电路

技术领域

本实用新型涉及交流开关电路技术领域，特别是指一种基于场效应管组成的触摸式场效应管交流开关电路。

背景技术

目前，智能家居应用越来越广泛，因此，用于控制智能的开关种类日益增多，触摸开关，遥控开关，APP远控开关相继出现。随着这些开关的应用，电子交流开关的应用是优点较多的，为此提出电子交流开关的控制模式。为了实现电子交流开关取代传统的机械开关，出现了可控硅或继电器的电子开关，但是这两种开关不可避免的存在一些问题。

可控硅开关：

-驱动电流大，通常5毫安至30毫安，取电功耗大，如果单火线开关则取电困难；

-通态压降高，通常1.5V至2V,功耗大，发热严重，要加散热片，成本高，大功率应用受限。

继电器开关：

-驱动电流大，至少5毫安以上，取电功耗大，取电困难；

-开关打火花，可靠性低；

-体积大，小型化困难。

实用新型内容

本实用新型提出一种触摸式场效应管交流开关电路，解决了现有技术中取电功耗大，通态功耗大，继电器开关打火花和体积大的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种触摸式场效应管交流开关电路，包括零线和火线，在零线和火线之间设有负载和场效应管开关，零线和火线还连接有电网降压取电电路，电网降压 取电电路的输出端连接有低功耗稳压器和场效应管驱动电路，场效应管驱动电路的输出端连接有场效应管开关，低功耗稳压器接有触摸式控制芯片，触摸式控制芯片接有触摸输入和触摸输出控制电路，触摸输出控制电路连接有过热保护电路和场效应管驱动电路。

进一步的，场效应管开关为两个反向串联的MOS管Q1、Q3。

进一步的，MOS管Q1、Q3的两侧分别设有一个寄生二极管D2、D5。

进一步的，触摸式控制芯片连接有用于产生控制信号的触摸屏。

进一步的，触摸屏通过触摸信号输入电阻R10连接触摸控制芯片U1。

进一步的，电网降压取电电路包括单向取电二极管D1和单向取电分压电阻R2、R3。

进一步的，低功耗稳压器为三端稳压器U1，三端稳压器U1的接地端接地，三端稳压器U1的输入端与电网降压取电电路的连接处设有滤波电容C1以及限压保护二极管D4，三端稳压器U1的输出端设有滤波电容C3。

进一步的，场效应管驱动电路包括用于场效应管驱动电压控制开关的场效应管Q4，Q5和三极管Q2，场效应管Q4与三端稳压器U1连接，电阻R6为三极管Q2的偏置电阻，电阻R9为三极管Q2的限流电阻。

进一步的，场效应管驱动电路连接有用于负载过载取样的负载取样电路，负载取样电路包括热敏电阻RT1。

本实用新型的有益效果在于：利用场效应管正向偏置时，双向导通特性实现交流开关，应用在交流开关的领域，电路简单，体积小，成本低，而且不会有开关打火花，可靠性高。另外，电路的功耗小，取电方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种触摸式场效应管交流开关电路的电路方框图；

图2为本实用新型一种触摸式场效应管交流开关电路的电路原理图。

图中，1-电网降压取电电路；2-低功耗稳压器；3-触摸式控制芯片；4-触摸输入；5-场效应管驱动电路；6-触摸输出控制电路；7-过热保护电路；8-负载；9-场效应管开关；10-火线；11-零线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型利用场效应管加正偏电压双向导通的特性，采用双场效应管串联作电子开关，提出了一种触摸式场效应管交流开关电路，包括零线11和火线10，在零线11和火线10之间设有负载8和场效应管开关9，零线和火线还连接有电网降压取电电路，电网降压取电电路1的输出端连接有低功耗稳压器2和场效应管驱动电路5，低功耗稳压器2的输出端连接有触摸式控制芯片3，场效应管驱动电路5的输出端连接有场效应管开关9，场效应管开关9与负载8串联在零线11和火线10之间；触摸输出控制电路6通过场效应管驱动电路5与场效应管开关9连接，触摸输出控制电路6输入端接有过热保护电路7和触摸式控制芯片3，触摸式控制芯片3输入端接有触摸输入4。

如图2所示，是本实用新型的电路原理图，场效应管开关9为两个反向串联的MOS管Q1、Q3。MOS管Q1、Q3的两侧分别设有一个寄生二极管D2、D5。触摸式控制芯片3连接有用于产生控制信号的触摸屏。触摸屏通过触摸信号输入电阻R10连接触摸控制芯片U1。电网降压取电电路1包括单向取电二极管D1和单向取电分压电阻R2、R3。低功耗稳压器2为三端稳压器U1，三端稳压器U1的接地端接地，三端稳压器U1的输入端与电网降压取电电路1的连接处设有滤波电容C1以及限压保护二极管D4，三端稳压器U1的输出端设有滤波电容C3。场效应管驱动电路5包括用于场效应管驱动电压控制开关的Q4，Q5和三极管Q2，场效应管Q4与三端稳压器U1连接，电阻R6为所述三极管Q2的偏置电阻，电阻R9为所述三极管Q2的限流电阻。场效应管驱动电路5连接 有用于负载8过载取样的负载取样电路，负载取样电路包括热敏电阻RT1，场效应管驱动电路5与电压控制开关Q5通过限流电阻R9连接到场效应管Q1和Q3的电压控制开关Q2,R6为偏置电阻，Q2为高压三极管，实现对交流电压的隔离和场效应管开关9的Q1和Q3的电压驱动，由此实现场效应管的交流开关。本实用新型电路简单，体积小，成本低，容易实现；功耗小，不会造成输出电压畸形，对后级用电设备无影响；不会有开关打火花，可靠性高。

图2中各元器件的简要说明如下：

-D1:单向取电二极管

-R2,R3:单向取电分压电阻

-C1,C3:平波电容

-LDO1:三端稳压器

-U1:触摸控制芯片

-C2,C4:去耦电容

-R10:触摸信号输入电阻

-TOUCH PANEL:触摸屏

-D4:限压保护二极管

-Q2,Q4,Q5:场效应管驱动电压控制开关

-R5:Q2驱动偏置分压电阻

-RT1:热敏电阻，负载过载取样

-R6:Q6偏置电阻

-R8:Q2基极限流电阻

-D3,D6:Q1,Q3单向控制二极管

-R5,R8:Q1,Q3栅极电压泄放电阻

-D2,D5:Q1,Q3寄生二极管

-Q1,Q3:共源极交流开关场效应管

-R1,R4:泄放电阻

-Lamp1:照明灯(模拟负载)

-N Line:电网零线输入

-L Line：电网火线输入

-N Line Output:电网零线输出

-L Line Output：电网火线输出

当本实用新型接至电网时，平波电容C1通过单向取电二极管D1，单向取电分压电阻R1和R3充电，限压保护二极管D4稳定电压不至于损害场效应管Q1和Q3,当电压上升到满足三端稳压器LDO1工作时，输出稳定电压供电给触摸控制芯片U1，此时触摸屏进入工作状态，当触摸屏没有动作时，触摸控制芯片U1输出高电平，场效应管Q4导通，场效应管Q5关断，场效应管Q2关断，场效应管Q1，场效应管Q3得不到驱动电压，处于关断状态，交流输出高阻状态；反之，当有开关信号输入时触摸屏有动作时，触摸控制芯片U1输出低电平，场效应管Q4关断，场效应管Q5导通，场效应管Q2导通，场效应管Q1，场效应管Q3得到驱动电压，处于导通状态，交流电压输出至负载，Q2为高压三极管，实现对交流电压的隔离和场效应管开关6的Q1和Q3的电压驱动，由此实现场效应管的交流开关。从而实现交流开关功能。

由于场效应管为电压驱动，本身电流消耗极小，此电路可延伸至多通道的交流开关，如2通道，3通道，4通道甚至更多。

如果结合单火线取电电路，则可实现单火线交流开关应用。

如果选择更低通态的场效应管或多个并联，则可实现大电流开关。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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 (9)

1.一种触摸式场效应管交流开关电路，包括零线和火线，其特征在于：在所述零线和火线之间设有负载和场效应管开关，所述零线和火线还连接有电网降压取电电路，所述电网降压取电电路的输出端连接有低功耗稳压器和场效应管驱动电路，所述场效应管驱动电路的输出端连接有场效应管开关，所述低功耗稳压器接有触摸式控制芯片，所述触摸式控制芯片接有触摸输入和触摸输出控制电路，所述触摸输出控制电路连接有过热保护电路和所述场效应管驱动电路。

2.根据权利要求1所述的触摸式场效应管交流开关电路，其特征在于：所述场效应管开关为两个反向串联的MOS管Q1、Q3。

3.根据权利要求2所述的触摸式场效应管交流开关电路，其特征在于：所述MOS管Q1、Q3的两侧分别设有一个寄生二极管D2、D5。

4.根据权利要求1所述的触摸式场效应管交流开关电路，其特征在于：所述触摸式控制芯片连接有用于产生控制信号的触摸屏。

5.根据权利要求4所述的触摸式场效应管交流开关电路，其特征在于：所述触摸屏通过触摸信号输入电阻R10连接触摸控制芯片U1。

6.根据权利要求1所述的触摸式场效应管交流开关电路，其特征在于：所述电网降压取电电路包括单向取电二极管D1和单向取电分压电阻R2、R3。

7.根据权利要求1所述的触摸式场效应管交流开关电路，其特征在于：所述低功耗稳压器为三端稳压器U1，所述三端稳压器U1的接地端接地，所述三端稳压器U1的输入端与所述电网降压取电电路的连接处设有滤波电容C1以及限压保护二极管D4，所述三端稳压器U1的输出端设有滤波电容C3。

8.根据权利要求7所述的触摸式场效应管交流开关电路，其特征在于：所述场效应管驱动电路包括用于场效应管驱动电压控制开关的场效应管Q4，Q5和三极管Q2，所述场效应管Q4与所述三端稳压器U1连接，电阻R6为所述三极管Q2的偏置电阻，电阻R9为所述三极管Q2的限流电阻。

9.根据权利要求1所述的触摸式场效应管交流开关电路，其特征在于：所述场效应管驱动电路连接有用于负载过载取样的负载取样电路，所述负载取样电路包括热敏电阻RT1。