CN207559873U - 一种交流控制的插座电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及继电器插座技术领域，特别地涉及一种交流控制的插座电路。本实用新型公开了一种交流控制的插座电路，包括整流电路、分压电路、稳压电路、第一半导体开关管、第二半导体开关管和储能元件，整流电路、分压电路和交流输入依次串联构成一回路，第一半导体开关管与分压电路并联，第一半导体开关管的控制端与分压电路的分压输出端连接，第二半导体开关管与储能元件串联后与分压电路并联，储能元件的两端作为整个电路的输出端为负载供电，第二半导体开关管的控制端与第一半导体开关管的输入端连接，第二半导体开关管的输出端接储能元件的第一端，稳压电路接在第二半导体开关管的控制端与储能元件的第二端之间。

Description

一种交流控制的插座电路

技术领域

本实用新型属于继电器插座技术领域，具体地涉及一种交流控制的插座电路。

背景技术

通常，由于产品体积的限制，小型继电器的控制端是直流低电压控制的，比如：KSMA系列的继电器，其控制电压最大为60VDC。但是在有些场合需要采用交流大电压控制(比如220VAC)。在这种场合，一般的做法是在插座上增加整流二极管和限流电阻来实现。如图1所示，插座1′的输入端为220VAC，它经过二极管2′和电容整流滤波及电阻3′限流降压，在继电器4′的控制端形成一个低压直流的控制信号(比如12VDC)，用于控制继电器4′的导通。

但是，由于这种输入电压较高(220VAC)，插座1′内的电阻3′功耗较高，容易导致电阻3′温度过高而损坏。特别是用于驱动固态继电器的插座，因为固态继电器通常需要10mA以上的输入电流，如果采用这种用电阻限流降压的方式，电阻3′阻值不能选择太大，致使电阻3′的功耗比较高，其功耗将达到2.2W左右。如果考虑到220VAC控制电压还有一定的波动范围，最高可能达到264VAC，其实际功耗还可能更高。如果插座1′体积较小，散热条件不好，则很可能导致电阻3′因过温而损坏，甚至导致整个电路损坏，降低使用寿命。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种交流控制的插座电路用以解决上述的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种交流控制的插座电路，包括整流电路、分压电路、稳压电路、第一半导体开关管、第二半导体开关管和储能元件，所述整流电路、分压电路和交流输入依次串联构成一回路，所述第一半导体开关管与分压电路并联，所述第一半导体开关管的控制端与分压电路的分压输出端连接，所述第二半导体开关管与储能元件串联后与分压电路并联，所述储能元件的两端作为整个电路的输出端为负载供电，所述第二半导体开关管的控制端与第一半导体开关管的输入端连接，所述第二半导体开关管的输出端接储能元件的第一端，所述稳压电路接在第二半导体开关管的控制端与储能元件的第二端之间。

进一步的，所述整流电路为全波整流电路，所述全波整流电路的两输入端分别接交流输入的两端，所述分压电路接在全波整流电路的正输出端和负输出端之间。

更进一步的，所述分压电路包括电阻R1和R2，电阻R1的第一端与电阻R2的第一端连接，电阻R1的第二端接全波整流电路的正输出端，所述电阻R2的第二端接全波整流电路的负输出端。

更进一步的，所述第一半导体开关管的输入端串联电阻R3接电阻R1的第二端，所述第一半导体开关管的输出端接电阻R2的第二端，所述第一半导体开关管的控制端接电阻R1和R2之间的节点，所述第二半导体开关管的输入端接电阻R1的第二端，第二半导体开关管的输出端接储能元件的第一端，储能元件的第二端接电阻R2的第二端。

进一步的，所述储能元件为电容C1。

进一步的，所述稳压电路为12V稳压电路。

进一步的，所述稳压电路包括稳压二极管D1，稳压二极管D1的稳压值为12V，稳压二极管D1的负端接第二半导体开关管的控制端，稳压二极管D1的正端接储能元件的第二端。

进一步的，所述第一半导体开关管为NPN三极管，所述第二半导体开关管为NPN三极管。

进一步的，所述第一半导体开关管为NMOS管，所述第二半导体开关管为NMOS管。

更进一步的，所述第一半导体开关管的栅极与源极之间接有稳压二极管D2。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型采用半导体开关管代替电阻来实现限流降压，在交流输入电压比较低的时候，打开半导体开关管，对电容进行充电，同时给继电器供电；当交流输入电压比较高时，关闭半导体开关管，此时，继电器输入端的电压由电容提供，由于半导体开关管每次都是在低电压的时候导通，在高电压的时候关闭，因此，半导体开关管的功耗是非常低的，其温升很小，避免了因过温而损坏的问题，电路可靠性高，使用寿命长，且结构简单，易于实现，成本低。

附图说明

图1为现有的插座电路结构图；

图2为本实用新型具体实施例一的电路原理图；

图3为本实用新型具体实施例二的电路原理图；

图4为本实用新型的交流输入的波形图；

图5为本实用新型的整流电路整流后的波形图；

图6为本实用新型的输出电压的波形图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

实施例一：

如图2所示，一种交流控制的插座电路，包括整流电路1、分压电路、稳压电路、第一半导体开关管T1、第二半导体开关管T2和储能元件，所述整流电路1、分压电路和交流输入依次串联构成一回路，本具体实施例中，整流电路1优选为全波整流电路，当然，在其它实施例中，整流电路1也可以是半波整流电路等其它整流电路，此是本领域技术人员可以轻易实现的不再细说。

分压电路包括电阻R1和R2，交流输入为220VAC交流电源，所述全波整流电路1的两输入端分别接交流输入的两端(即火线和零线)，电阻R1的第一端与电阻R2的第一端连接，电阻R1的第二端接全波整流电路1的正输出端，所述电阻R2的第二端接全波整流电路1的负输出端。当然，在其它实施例中，分压电路也可以采用现有的其它分压电路，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

所述第一半导体开关管T1与分压电路并联，所述第一半导体开关管T1的控制端与分压电路的分压输出端连接，本具体实施例中，第一半导体开关管T1为NPN三极管，NPN三极管T1的集电极(输入端)串联电阻R3接电阻R1的第二端，NPN三极管T1的发射极(输出端)接电阻R2的第二端，NPN三极管T1的基极接电阻R1和R2之间的节点。当然，在其它实施例中，第一半导体开关管T1也可以是MOS管等其它半导体开关管。

本具体实施例中，所述第二半导体开关管T2为NPN三极管，所述储能元件为电容C1，所述稳压电路为12V稳压电路，由稳压值为12V的稳压二极管D1构成，所述NPN三极管T2的集电极(输入端)接电阻R1的第二端，所述NPN三极管T2的发射极(输出端)接电容C1的第一端，电容C1的第二端接电阻R2的第二端，NPN三极管T2的基极(控制端)接NPN三极管T1的集电极，所述稳压二极管D1的负端接NPN三极管T2的基极，稳压二极管D1的正端接电容C1的第二端，电容C1的两端作为整个电路的输出端为负载供电，本具体实施例中，负载为继电器，即电容C1的两端分别接继电器的输入端，为继电器供电。

当然，在其它实施例中，第二半导体开关管T2也可以是MOS管等其它半导体开关管。

当然，在其它实施例中，稳压电路的稳压值可以根据实际需要进行选择，如24V等，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

工作原理：

220VAC交流输入电源(如图4所示)经过全波整流电路1整流成只有正电压的波形(如图5所示)，通过调节电阻R1和R2的比例，可以控制NPN三极管T1导通和关断的时刻点，如图5中虚线的位置为切换点，当电压低于虚线的位置时，NPN三极管T1关闭，NPN三极管T2导通，此时对电容C1进行充电，同时给继电器供电；当电压上升到虚线位置时，NPN三极管T1将导通，把NPN三极管T2的基极的电平拉低，NPN三极管T2关闭。此时，输出给继电器的电压将由电容C1提供，直到电压再次降低到虚线位置以下，NPN三极管T1关闭，NPN三极管T2导通，继续对电容C1进行充电，同时给继电器供电，如此反复循环。同时，由于稳压二极管D1的存在，当电容C1充电电压达到一定值时(目标值是12VDC),则NPN三极管T2将关闭，避免输出电压过高，使输出电压基本稳定在12VDC(如图6所示)。

实施例二：

如图3所示，本实施例与实施例一的区别在于：第一半导体开关管T1为NMOS管，第二半导体开关管T2为NMOS管，NMOS管T1的漏极(输入端)串联电阻R3接电阻R1的第二端，NMOS管T1的的源极(输出端)接电阻R2的第二端，NMOS管T1的栅极接电阻R1和R2之间的节点，NMOS管T2的漏极(输入端)接电阻R1的第二端，NMOS管T2的源极(输出端)接电容C1的第一端，NMOS管T2的栅极(控制端)接NMOS管T1的漏极，所述稳压二极管D1的负端接NMOS管T2的栅极，稳压二极管D1的正端接电容C1的第二端。

进一步的，还包括稳压二极管D2，所述稳压二极管D2的负端接NMOS管T1的栅极，稳压二极管D2的正端接NMOS管T1的的源极，对NMOS管T1进行保护，防止电压过高而损坏。

本实施例的工作原理可以参考实施例一，此不再细说。

本实用新型采用半导体开关管代替电阻来实现限流降压，在交流输入电压比较低的时候，打开第二半导体开关管T2，对电容C1进行充电，同时给继电器供电；当交流输入电压比较高时，关闭第二半导体开关管T2，此时，继电器输入端的电压由电容C1提供，由于第二半导体开关管T2每次都是在低电压的时候导通，在高电压的时候关闭，因此，第二半导体开关管T2的功耗是非常低的，其温升很小，避免了因过温而损坏的问题，电路可靠性高，使用寿命长，且结构简单，易于实现，成本低。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种交流控制的插座电路，其特征在于：包括整流电路、分压电路、稳压电路、第一半导体开关管、第二半导体开关管和储能元件，所述整流电路、分压电路和交流输入依次串联构成一回路，所述第一半导体开关管与分压电路并联，所述第一半导体开关管的控制端与分压电路的分压输出端连接，所述第二半导体开关管与储能元件串联后与分压电路并联，所述储能元件的两端作为整个电路的输出端为负载供电，所述第二半导体开关管的控制端与第一半导体开关管的输入端连接，所述第二半导体开关管的输出端接储能元件的第一端，所述稳压电路接在第二半导体开关管的控制端与储能元件的第二端之间。

2.根据权利要求1所述的交流控制的插座电路，其特征在于：所述整流电路为全波整流电路，所述全波整流电路的两输入端分别接交流输入的两端，所述分压电路接在全波整流电路的正输出端和负输出端之间。

3.根据权利要求2所述的交流控制的插座电路，其特征在于：所述分压电路包括电阻R1和R2，电阻R1的第一端与电阻R2的第一端连接，电阻R1的第二端接全波整流电路的正输出端，所述电阻R2的第二端接全波整流电路的负输出端。

4.根据权利要求3所述的交流控制的插座电路，其特征在于：所述第一半导体开关管的输入端串联电阻R3接电阻R1的第二端，所述第一半导体开关管的输出端接电阻R2的第二端，所述第一半导体开关管的控制端接电阻R1和R2之间的节点，所述第二半导体开关管的输入端接电阻R1的第二端，第二半导体开关管的输出端接储能元件的第一端，储能元件的第二端接电阻R2的第二端。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的交流控制的插座电路，其特征在于：所述储能元件为电容C1。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的交流控制的插座电路，其特征在于：所述稳压电路为12V稳压电路。

7.根据权利要求6所述的交流控制的插座电路，其特征在于：所述稳压电路包括稳压二极管D1，稳压二极管D1的稳压值为12V，稳压二极管D1的负端接第二半导体开关管的控制端，稳压二极管D1的正端接储能元件的第二端。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的交流控制的插座电路，其特征在于：所述第一半导体开关管为NPN三极管，所述第二半导体开关管为NPN三极管。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的交流控制的插座电路，其特征在于：所述第一半导体开关管为NMOS管，所述第二半导体开关管为NMOS管。

10.根据权利要求9所述的交流控制的插座电路，其特征在于：所述第一半导体开关管的栅极与源极之间接有稳压二极管D2。