CN205921784U - 一种单火电子开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单火电子开关，降压电路设置为RCC电源电路，RCC电源电路的输入端连接整流滤波电路，输出端连接控制电路，RCC电源电路包括连接RCC电源电路输入端的启动电路、变压器、连接启动电路并且导通或断开变压器初级线圈电流的主开关电路、连接在主开关电路与变压器反馈绕组之间的第一反馈电路、连接变压器次级绕组的输出电路，还包括连接在输出电路与主开关电路之间可控制主开关电路断开的第二反馈电路。本实用新型通过RCC电源电路实现降压功能，在保证正常工作的同时，能够接近小功率LED灯闪烁、微亮的问题，而且本申请还对RCC电源电路做了改进，增设了第二反馈电路实现输出电源调整方便和能量转换效率的提高。

Description

一种单火电子开关

技术领域

本实用新型涉及一种电子开关。

背景技术

随着国家环保节能要求和居民生活水平提高，白炽灯已被LED灯和节能灯取代。而目前墙壁开关行业（西门子、德力西、正泰、施耐德等)在市场上销售的单火电子开关（单火声光控、单火轻触延时、单火人体感应等），在带LED灯或节能灯时，都会出现出现灯闪烁或不能正常亮灭的问题。在墙壁开关行业，单火电子开关应用广泛，目前单火电子开关的电源降压基本采用图1电阻降压或图2阻容降压。图1单火电子开关电阻降压电路图中，交流电过负载（LED灯或节能灯）全桥整流和电容滤波后通过保护电阻R1，再通过电阻R2降压后给控制电路提供合适的电压和工作电流，市电过负载灯和全桥D1-4后的电压理论上为（220V*1.414=310V）,考虑到成本和内部空间R2电阻功率1W那么R2的电阻必须在100K以上，那么可以给控制电路提供的最大电流为330V/100K=3mA。由于整个图1单火电子开关电阻降压电路，负载（LED灯或节能灯）、全桥D1-4、降压电阻R2、控制电路都是串连，那么流过降压电阻R2、控制电路的电流基本相同为直流0-3mA（流过电容C1、C2、C3的电流为漏电流可以忽略不计），流过负载（LED灯或节能灯）为交流电为0-3mA/1.414=2.12mA。基本可以得出结论单火电子开关电阻降压带路中电流可以模拟等效为：控制电路电流=流过负载灯的电流=流过降压电阻R2电流。目前市场上的LED灯有功率1W、2W等小功率灯，例如1W的LED灯的正常工作电流为1W/220V=4.5mA,而它实际情况是有部分小功率LED灯应灯内部有电容或电感等元件，在电流为15uA(0.015mA)就会出现闪烁或微亮。为避免负载灯闪烁或微亮的不良现象，就需要减小工作电流到15uA以下，加大降压电阻R2=300/15uA=20M,流过控制电路的电流也只有15uA，不能满足大部分控制电路（声光控电路、触摸电路等）的电流需求，控制电路不能工作。图2单火电子开关阻容降压电路，改变电容C4的容量可以改变电路的工作电流I=U/Xc，例如C4为0.22UF时，电流I=220/(1/2.3.14*50*0.22uF)≈15mA，解决了控制电路工作时需要大工作电流问题，没有解决负载灯闪烁的问题。

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本实用新型提供一种能满足工作电流要求又能避免LED灯出现闪烁微亮不良现象的单火电子开关。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：

一种单火电子开关，其一端连接负载，另一端接入市电，所述的单火电子开关包括整流滤波电路、降压电路和控制电路，所述的降压电路设置为RCC电源电路，RCC电源电路的输入端连接整流滤波电路，输出端连接控制电路，其特征在于：所述的RCC电源电路包括连接RCC电源电路输入端的启动电路、变压器、连接启动电路并且导通或断开变压器初级线圈电流的主开关电路、连接在主开关电路与变压器反馈绕组之间的第一反馈电路、连接变压器次级绕组的输出电路，还包括连接在输出电路与主开关电路之间可控制主开关电路断开的第二反馈电路。

作为优选，第二反馈电路包括连接输出电路的反馈稳压二极管以及连接反馈稳压二极管与主开关电路之间的电压反馈模块，所述的反馈稳压二极管的负极端连接所述的输出电路，正极端连接所述的电压反馈模块。

作为优选，主开关电路包括开关管以及连接开关管的开关管保护电路。

作为优选，启动电路包括有一个以上相互串联连接的启动电阻，所述的启动电阻连接在初级绕组和主开关电路之间。

作为优选，开关管保护电路包括连接在开关管基极的第一电阻和连接在开关管基极与发射极之间的第二电阻。

作为优选，电压反馈模块包括反馈电路三极管，反馈电路三极管的集电极连接开关管的基极，反馈电路三极管的发射极连接开关管的发射极，反馈电路三极管的基极与发射极之间连接有反馈电路电阻。

作为优选，电压反馈模块包括光电耦合器，光电耦合器的输入端连接反馈稳压二极管，光电耦合器的输出端连接开关管。

本实用新型利用微功耗RCC电源电路替代现有技术中常见的电阻降压电路或阻容降压电路实现降压，能够实现待机电流小，则LED灯不会出现闪烁、微亮的不良现象，工作电流大，能满足控制电路的工作电流要求。

RCC电源电路具体包括有启动电路、变压器、连接启动电路并且导通和断开变压器初级线圈电流的主开关电路、连接在主开关电路与变压器反馈绕组之间的第一反馈电路、连接变压器次级绕组的输出电路，另外还包括连接在输出电路与主开关电路之间的第二反馈电路。由于第二反馈电路连接输出电路，第二反馈电路可以实现方便调整输出电压，即只要调整第二反馈电路中的元件参数，就可以改变输出电压，在适当范围内进行调节，而不再需要调整变压器参数和电压控制电路上的电子元件参数。第二反馈电路还可以提升电路的能量效率，控制电路达到需要的电流和电压工作要求后，其余的电能通过第二反馈电路控制开关管由工作状态进入待机状态，增加进入待机状态时间，减小电路工作状态时间，有效降低输入电路，提高电路工作效率。而现有技术中，通常只设置第一反馈电路，没有第二反馈电路，输出电压而是直接通过输出电路中的稳压二极管降压，那么多余的能量将直接在稳压二极管上发热损耗。

第二反馈电路主要包括反馈稳压二极管和连接反馈稳压二极管与主开关电路之间的电压反馈模块，当输出电路没有达到所需输出电压时，反馈稳压二极管是不反向击穿导通的，电压反馈模块相当于断开，不影响开关管工作，当输出电路达到所需的电流电压时，反馈稳压二极管反向击穿导通，电压反馈模块两端产生电压，且为低电压，拉低了电平，则开关管截止。即控制开关管由工作状态进入待机状态，增加进入待机状态时间，减小电路工作状态时间，有效降低输入电路，提高电路工作效率。

启动电路的启动电阻可以设置为一个以上电阻相互串联，比如设置三个，不仅加大启动电阻，减少RCC电源电路启动前的损耗电流。用多个电阻替代现有技术中一个电阻，是为保证电阻的爬电距离和电气间隙。

增加开关管保护电路，其主要由第一电阻、第二电阻实现，第一电阻、第二电阻可以很好的限制流入开关管的电流电压，保证RCC电源电路正常工作。

电压反馈电路可以采用三极管形式，在对输入电路要求不高的情况下，也可以采用光耦反馈。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过RCC电源电路实现降压功能，在保证正常工作的同时，能够接近小功率LED灯闪烁、微亮的问题，而且本申请还对RCC电源电路做了改进，增设了第二反馈电路实现输出电源调整方便和能量转换效率的提高。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图。

图2是现有技术的结构示意图。

图3是现有技术的RCC电源电路的结构示意图。

图4是本实用新型的结构示意图。

图5是实施例一的结构示意图。

图6是实施例二的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

如图4所示，一种单火电子开关，单火电子开关一端连接负载1，另一端接入市电，单火电子开关包括整流滤波电路2、降压电路3和控制电路4，降压电路设置为RCC电源电路，RCC电源电路的输入端连接整流滤波电路，输出端连接控制电路。

如图1、2所示，是现有技术中单火电子开关采用电阻降压或者阻容降压，均不能消除负载闪烁或微亮的情况。本实用新型利用微功耗RCC电源电路替代现有技术中常见的电阻降压电路或阻容降压电路实现降压，能够实现待机电流小，则LED灯不会出现闪烁、微亮的不良现象，工作电流大，能满足控制电路的工作电流要求。

如图5所示， RCC电源电路包括连接RCC电源电路输入端的启动电路、变压器、连接启动电路并且导通和断开变压器初级线圈电流的主开关电路、连接在主开关电路与变压器反馈绕组之间的第一反馈电路、连接变压器次级绕组的输出电路，还包括连接在输出电路与主开关电路之间的第二反馈电路7。

主开关电路包括开关管Q1以及连接开关管的开关管保护电路。开关管保护电路包括连接在开关管Q1基极的第一电阻R8和连接在开关管基极与发射极之间的第二电阻R9。启动电路包括有启动电阻，启动电阻包括第一启动电阻R1、第二启动电阻R2和第三启动电阻R3，第一启动电阻、第二启动电阻和第三启动电阻相互串联连接，并且接入在初级绕组和主开关电路之间。

第二反馈电路包括反馈稳压二极管ZD1以及连接反馈稳压二极管与主开关电路之间的电压反馈模块，反馈稳压二极管ZD1的负极端连接输出电路，正极端连接所述的电压反馈模块。电压反馈模块包括反馈电路三极管Q2，输出电路通过反馈电路第一电阻R7、反馈稳压二极管ZD1连接反馈电路三极管Q2的基极，反馈电路三极管的集电极连接开关管Q1的基极，反馈电路三极管Q2的发射极连接开关管的发射极，在反馈电路三极管Q2的基极与发射极之间连接反馈电路第二电阻R5。

第一反馈电路包括稳压二极管ZD2，稳压二极管ZD2的正极通过第一二极管D3连接反馈绕组的正极、通过第一电容C2连接反馈绕组的负极，反馈绕组的正极还通过并联连接的第二二极管D1和第二电容C1串联连接电阻R6，且第一反馈电路R6的电阻连接稳压二极管ZD2的负极。

如图5所示，单火电子开关RCC电源降压电路，电路中用RCC电源电路作为单火电子开关电源电路，该RCC电源电路与电阻（阻容）降压电路的区别有两点：1、待机电流低为5uA，理论上待机时控制电路的电流为0A, 如果第一启动电阻R1、第二启动电阻R2、第三启动电阻R3为三个22M电阻，则流入RCC电源电路的电流=300V/(R1+R2+R3+R8+R9+R4)≈300V/66M=4.545uA。如果控制电路待机时的电流需要为200uA，RCC电源电路的转换效率为50%，输出电压6V,流入RCC电源电路的电流=2(200uA*6V)/300V=8uA。低待机电流，在带小功率LED灯负载中，LED灯不会再出现闪烁、微亮的不亮现象。2、工作电流大，我公司目前设计的RCC电源电路的工作电流最大为30mA,能满足目前市面上所有单火电子开关控制电路的工作电流要求。

如图3所示，为现有技术中，比较常规的RCC电源电路，包括有启动电路、变压器、连接启动电路并且导通和断开变压器初级线圈电流的主开关电路、连接在主开关电路与变压器反馈绕组之间的第一反馈电路、连接变压器次级绕组的输出电路。

相比于图3中的电路，本申请中，增设了连接在输出电路与主开关电路之间的第二反馈电路。第二反馈电路包括反馈稳压二极管ZD1和电压反馈模块，电压反馈模块主要包括反馈电路三极管Q2。此新增的第二反馈电路有以下优点。1、输出电压调整便利，只需要调整反馈稳压二极管ZD1，可以改变输出电压3-12V范围内调节，不需要调整变压器参数和电压控制电路上电子元件参数。2、提升电路的能量效率，节省输出损耗。当输出电路没有达到所需输出电压时，反馈稳压二极管是不反向击穿导通的，反馈电路三极管Q2断开，不影响开关管工作，控制电路需要的电流和电压达到工作要求后，反馈稳压二极管反向击穿导通，其余的电能通过反馈电路第一电阻R7和反馈稳压二极管ZD1使得反馈电路三极管Q2导通，开关管Q1截止，整个电路的由工作状态进入到待机状态，增加进入电路待机状态时间、减小电路工作状态时间，有效降低输入电流，提高电路工作效率。目前常用的只有第一反馈电路，没有第二反馈电路，输出电压直接通过稳压二极管降压，那么多余的能量将直接在稳压二极管上发热损耗。

相比于图3中的电路，本申请启动电路的启动电阻设置为多个大电阻相互串联连接，比如三个，第一启动电阻R1、第二启动电阻R2、第三启动电阻R3，加大启动电阻，减少RCC电源电路启动前的损耗电流。用多个电阻替代现有技术中一个电阻，是为保证电阻的爬电距离和电气间隙。

相比于图3中的电路，本申请增加开关管保护电路，其主要由第一电阻R8、第二电阻R9实现。第二电阻R9电阻限压限制开关管的基极电压，第一电阻R8电阻限流限制基极输入电流，能有效保护RCC电源电路中关键元件开关管。RCC电源电路中开关管容易因市电浪涌干扰和谐波电流、变压器辐射干扰等问题导致开关管损坏。第一电阻R8、第二电阻R9两保护电阻可以很好的限制流入开关管的电流电压，使得开关管不坏。保证RCC电源电路正常工作。

实施例二：

本实施例中，反馈电路三极管Q2由光电耦合器代替，光电耦合器的输入两端并联连接反馈电路第二电阻R5，且连接稳压二极管ZD1，光电耦合器的输出两端分别连接开关管Q1的基极和发射极。其他电路结构与实施例一相同。光电耦合器本身需要的输入工作电流为5mA左右，单火电源电路的负载灯对输入电流要求不高的情况下，可以采用该方案。

本实用新型通过RCC电源电路实现降压功能，在保证正常工作的同时，能够接近小功率LED灯闪烁、微亮的问题，而且本申请还对RCC电源电路做了改进，增设了第二反馈电路实现输出电源调整方便和能量转换效率的提高。

Claims (7)

1.一种单火电子开关，其一端连接负载，另一端接入市电，所述的单火电子开关包括整流滤波电路、降压电路和控制电路，所述的降压电路设置为RCC电源电路，RCC电源电路的输入端连接整流滤波电路，输出端连接控制电路，其特征在于：所述的RCC电源电路包括连接RCC电源电路输入端的启动电路、变压器、连接启动电路并且导通或断开变压器初级线圈电流的主开关电路、连接在主开关电路与变压器反馈绕组之间的第一反馈电路、连接变压器次级绕组的输出电路，还包括连接在输出电路与主开关电路之间可控制主开关电路断开的第二反馈电路。

2.根据权利要求1所述的一种单火电子开关，其特征在于：所述的第二反馈电路包括连接输出电路的反馈稳压二极管以及连接反馈稳压二极管与主开关电路之间的电压反馈模块，所述的反馈稳压二极管的负极端连接所述的输出电路，正极端连接所述的电压反馈模块。

3.根据权利要求1所述的一种单火电子开关，其特征在于：所述的主开关电路包括开关管以及连接开关管的开关管保护电路。

4.根据权利要求1所述的一种单火电子开关，其特征在于：所述的启动电路包括有一个以上相互串联连接的启动电阻，所述的启动电阻连接在初级绕组和主开关电路之间。

5.根据权利要求3所述的一种单火电子开关，其特征在于：所述的开关管保护电路包括连接在开关管基极的第一电阻和连接在开关管基极与发射极之间的第二电阻。

6.根据权利要求2所述的一种单火电子开关，其特征在于：所述的电压反馈模块包括反馈电路三极管，反馈电路三极管的集电极连接开关管的基极，反馈电路三极管的发射极连接开关管的发射极，反馈电路三极管的基极与发射极之间连接有反馈电路电阻。

7.根据权利要求2所述的一种单火电子开关，其特征在于：所述的电压反馈模块包括光电耦合器，光电耦合器的输入端连接反馈稳压二极管，光电耦合器的输出端连接开关管。