CN205945680U - 一种交流供电设备单线电子开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交流供电设备单线电子开关，主要由整流电路、控制部分和控制部分电源电路组成；所述开关电路与整流电路串联在负载通路中；所述开关电路与控制部分电源电路并联。在电流触摸开关工况为220V时，能正常控制0.5W到1KW常用家电设备的开断，可控范围大；当负载为大功率时，因为MOS管导通压降极小，控制部分的发热量小。

Description

一种交流供电设备单线电子开关

技术领域

本实用新型涉及电力电子装置领域，具体是指一种交流供电设备单线电子开关。

背景技术

对于110V-380V交流供电设备用单火线或单零线电子开关时，比如市电触摸开关，普遍采用双向可控硅控制；对可控硅进行智能控制时，需要利用可控硅上的压降整流后取得直流电，再利用直流电进行智能控制，比如交流单线触摸开关，或要远程控制设备或负载通断等。对于设备或负载大电流时，因为可控硅上的压降较大，可控硅发热量大。当负载大电流时，因为可控硅压降恒定，所提供的电流过小，不足以驱动控制电路，造成电路出现不能关断的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种交流供电设备单线电子开关，通过在负载交流回路中嵌入的整流桥，将交流电转换为直流电；直流部分可利用耐高压大于1000V的MOS管或其他高压电子管进行通断及压降控制，从而减少负载交流回路控制器件的发热量；电路设有控制部分电源电路，能解决高功率下控制不稳定的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种交流供电设备单线电子开关，主要由在交流回路中嵌入整流桥将交流电转换为直流电，这回路部分因为整流桥堆内有回路时可双向通过交流电，不影响整个交流回路。再对直流电进行控制，解决大功率工况下发热量大的问题。进一步的在电路上装有控制部分电源电路，解决在大功率工况下控制部分易掉电的问题。

开关断开时，MOS管Q2不触发，开关断开，负载不工作。控制电路的电源由MOS管Q2两端的压降来提供，此时MOS管Q2两端电压很大，接近于负载电源电压，能够给控制电路提供足够的能量进行工作。

当开关接通时且负载功率较大时，由MOS管特性可知，压降很小，无法为控制部分电路提供足够的能量进行工作，这时就由控制部分电源稳定电路为控制电路提供电能。此时，MOS管Q2两端压降过低，由MOS管Q1为控制电路提供大电流，避免控制部分因电流过小而失去控制功能。设备或负载关断时MOS管Q1同时关断，限流电阻R2为控制部分提供一个电压为30V、电流小于1mA的电源，通过转换效率高的电压电流转换电路降压稳压电路U1和升压稳压电路U2将电压降为3V，控制部分回路电流增大接近10倍，达到毫安级，可以让低功耗的控制部分正常工作。

全波整流桥堆D1，MOS管Q2均选用电学参数为10A/1000V以上的元器件。在220V工况下，接通1kw负载时其最大电流不到5A，因为MOS管导通压降极小，其控制主回路全波整流桥D1，MOS管Q2总压降可控制在3V内，能大大减少控制部分的发热量。

进一步地，本实用新型公开了一种交流供电设备单线电子开关，主要由整流电路、开关电路和控制部分电源电路组成。所述整流电路主要由桥式电路组成，开关电路与整流电路串联在负载通路中，所述开关电路与控制部分电源电路并联。所述开关电路中MOS管Q2的D端接全波整流桥D1的输出正极，S端接电阻R6，G端接电阻R4，电阻R6和电阻R4的另一端与全波整流桥D1的输出负极相连，便于控制电路采集电流信号和对电路进行控制。

进一步地，本实用新型公开了一种交流供电设备单线电子开关，所述控制部分电源电路主要由电压电流采集电路和电压电流转换电路组成，所述电压电流转换电路主要由降压稳压电路U1和升压稳压电路U2组成。

进一步地，所述交流供电设备单线电子开关连接电压电流检测及控制电路U3引出六根引线，电阻R3和电阻R5串联后并入全波整流桥D1的输出端，电阻R3接正极，电阻R5接负极，电阻R3和电阻R5之间接入控制电路的电压取样端，MOS管Q2的S端接入控制电路的电流取样端，MOS管Q2的G端接入控制电路的回路通断及MOS管Q2压降控制端，MOS管Q1的G端接入控制电路的辅助电压控制端，控制部分电源电路引出两根电源线。可以方便的接不同的控制器进行控制。

进一步地，所述控制部分电源电路的电压电流采集电路中电阻R2和MOS管Q1的S、D端并联，MOS管Q1的S端与全波整流桥D1的输出正极相连，MOS管Q1的G端和D端分别连接稳压管D2和稳压管D3，再与全波整流桥D1的输出负极相连，电容C1与稳压管D3并联，稳压管D2和稳压管D3的负极接地，稳压管D3的正极接电压电流转换电路。

进一步地，所述控制部分电源电路的电压电流转换电路中，降压稳压电路U1和升压稳压电路U2输入端连接稳压管D3的正极，输出端连接电压电流检测及控制电路U3。

本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果为：

（1）本实用新型通过在交流回路中嵌入整流桥，可在安装在标准86型开关面板里面。在电流触摸开关工况为220V时，能正常控制0.5W到1KW常用家电设备的开断，控制的功率范围大。

（2）全波整流桥D1， MOS管Q2均选用电学参数为10A/1000V以上的元器件，通过1kw设备或负载时其最大电流不到5A，因为MOS管导通压降极小，其控制主回路全波整流桥D1，MOS管Q2总压降可控制在3V内，大大减少控制部分的发热量。

附图说明

图1为本实用新型的电路图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实用新型为了克服现有技术的缺陷，在交流回路中嵌入的整流桥，将交流电转换为直流电；增设了控制部分电源电路，为控制部分提供一个稳定的电源。

如图1所示，T1、T2为交流输入端，电阻R1为交流负载。交流输入分别接入全波整流桥D1的输入端，电阻R3和R5串联，再接入全波整流桥D1的输出端。MOS管Q2的D端接全波整流桥D1的输出正极，S端接电阻R6，G端接电阻R4，电阻R6和电阻R4的另一端与全波整流桥D1的输出负极相连。电阻R2和MOS管Q1的S、D端并联，MOS管Q1的S端与全波整流桥D1的输出正极相连，MOS管Q1的G端和D端分别连接稳压管D2和D3，再与全波整流桥D1的输出负极相连。电容C1与稳压管D3并联。稳压管的负极接地，正极连接降压稳压电路U1和升压稳压电路U2。电压电流转换电路输出给电压电流检测及控制电路U3。电阻R3和电阻R5之间接入控制电路的电压取样端，MOS管Q2的S端接入控制电路的电流取样端，MOS管Q2的G端接入控制电路的回路通断及MOS管压降控制端，MOS管Q1的G端接入控制电路的辅助电压控制端，控制部分电源电路引出两根电源线。

在回路中嵌入全波整流桥D1，整流桥堆D1把两端交流变为直流。控制部分控制MOS管Q2通断和压降。电压取样是指MOS管Q2两端压降，通过电阻R3和电阻R5分压，取得一个微弱电压信号，同时电阻R6为回路电流检测提供信号，都送给电压电流检测及控制电路U3进行检测判断，电压电流检测及控制电路U3通过对输入的判断，控制输出回路通断及MOS管Q2压降。

开关断开时，MOS管Q2不触发，开关断开，负载不工作。控制电路的电源由MOS管Q2两端的压降来提供，此时MOS管两端电压很大，接近于负载电源电压，能够给控制电路提供足够的能量进行工作。

当开关闭合且负载功率较大时，由MOS管特性可知，MOS管Q2两端压降很小，无法为控制部分电路提供足够的能量进行工作，这时就由控制部分电源稳定电路为控制电路提供电能。此时， MOS管Q1为控制电路提供足够电流，避免控制部分因电流过小而失去控制功能。设备或负载关断时MOS管Q1同时关断，限流电阻R2为控制部分提供一个电压为30V、电流小于1mA的电源，通过转换效率高的降压稳压电路U1和升压稳压电路U2降为3V，控制部分回路电流增大接近10倍，达到毫安级，可以让低功耗的控制部分正常工作。

全波整流桥D1， MOS管Q2均选用电学参数为10A/1000V以上的元器件。在220V工况下，接通1kw负载时其最大电流不到5A，因为MOS管导通压降极小，其控制主回路的全波整流桥D1，MOS管Q2总压降可控制在3V内，能大大减少控制部分的发热量。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种交流供电设备单线电子开关，其特征在于：主要由整流电路、开关电路和控制部分电源电路组成，所述开关电路与整流电路串联在负载通路中，所述开关电路与控制部分电源电路并联；

所述开关电路中MOS管Q2的D端接全波整流桥D1的输出正极，S端接电阻R6，G端接电阻R4，电阻R6和电阻R4的另一端与全波整流桥D1的输出负极相连；

控制部分电源电路主要由电压电流采集电路和电压电流转换电路组成，所述电压电流转换电路主要由降压稳压电路U1和升压稳压电路U2组成；

所述交流供电设备单线电子开关连接电压电流检测及控制电路U3引出六根引线，电阻R3和电阻R5串联后并入全波整流桥D1的输出端，电阻R3接正极，电阻R5接负极，电阻R3和电阻R5之间接入控制电路的电压取样端，MOS管Q2的S端接入控制电路的电流取样端，MOS管Q2的G端接入控制电路的回路通断及MOS管Q2压降控制端，MOS管Q1的G端接入控制电路的辅助电压控制端，控制部分电源电路引出两根电源线。

2.根据权利要求1所述的一种交流供电设备单线电子开关，其特征在于：所述整流电路主要由全波整流桥D1组成。

3.根据权利要求1所述的一种交流供电设备单线电子开关，其特征在于：所述控制部分电源电路的电压电流采集电路主要由MOS管Q2、稳压管D2、稳压管D3、电容C1、电阻R2组成，电阻R2并联在MOS管Q2的D、S两端，电容C1和稳压管D3并联后与电阻R2、MOS管Q2串联，稳压管D2的正极与MOS管Q2的G端连接，稳压管D2负极接地，稳压管D3的正极接电压电流转换电路。

4.根据权利要求1所述的一种交流供电设备单线电子开关，其特征在于：所述控制部分电源电路的电压电流转换电路中，降压稳压电路U1和升压稳压电路U2输入端连接稳压管D3的正极，输出端连接电压电流检测及控制电路U3。