CN210380681U - 一种交流串联取电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交流串联取电电路，包括双向可控硅、电阻、第一稳压二极管、第二稳压二极管、整流桥、极性电容。所述双向可控硅、所述电阻、所述整流桥共同与火线连接；所述双向可控硅、所述第二稳压二极管、所述整流桥共同与负载连接；所述双向可控硅、所述电阻共同与所述第一稳压二极管连接；所述第一稳压二极管与所述第二稳压二极管连接；所述整流桥与所述极性电容连接；所述整流桥、所述极性电容共同与参考地连接；负载与零线连接。本实用新型可实现在一个交流串联回路内稳定取得电能，从而在零线未接入的单火线应用场景下，为电子开关提供工作所需的能源。

Description

一种交流串联取电电路

技术领域

本实用新型涉及电子开关领域，尤其涉及一种交流串联取电电路。

背景技术

电子开关以其丰富的功能、可靠的性能、良好的用户体验，正在逐步走向千家万户，但在推广的路上仍然面临一些没有解决或者没有很好解决的技术问题，比如，很多产品必须接入零线才能正常使用，而现实情况是大多数家庭的照明开关安装位置并没有布置零线。

在没有布置零线的单火线场景下，电子开关只能通过负载作为获取电能的通路，但当电子开关处于开启状态后，由于电子开关此时处于低阻状态，电子开关内部电源将停止工作，无法继续为电子开关提供电能，因此，在这种情况下如何保证电子开关的正常工作是一个技术难点。

现存可解决上述问题的技术方案通常结构复杂，使用大量电子元器件，甚至需要编程才能实现取电，造成相关产品开发周期变长，难度加大，成本上升。

发明内容

本实用新型旨在通过提供一种结构简单、易于实现、成本低廉的技术方案，解决上述技术背景下的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种交流串联取电电路，包括双向可控硅、电阻、第一稳压二极管、第二稳压二极管、整流桥、极性电容；所述双向可控硅的第一阳极、所述电阻的第一引脚、所述整流桥的第一交流输入引脚共同与火线连接；所述双向可控硅的第二阳极、所述第二稳压二极管的阴极、所述整流桥的第二交流输入引脚共同与负载的第一引脚连接；所述双向可控硅的门极、所述电阻的第二引脚共同与所述第一稳压二极管的阴极连接；所述第一稳压二极管的阳极与所述第二稳压二极管的阳极连接；所述整流桥的正极与所述极性电容的正极连接；所述整流桥的负极、所述极性电容的负极共同与参考地连接；负载的第二引脚与零线连接。

需要特别指出的是，将所述第一稳压二极管和所述第二稳压二极管同时反向连接，即所述第一稳压二极管的阴极与所述第二稳压二极管的阴极连接，不会影响整个电路的最终效果。

所述双向可控硅，用于接通或者断开负载工作回路；所述电阻，用于防止所述双向可控硅受干扰而误触发，并为所述第一稳压二极管、所述第二稳压二极管提供电流通路；所述第一稳压二极管、所述第二稳压二极管，共同用于控制所述双向可控硅的导通时刻；所述整流桥，用于将交流转换为直流，并为所述极性电容充电；所述极性电容，用于存储电荷和滤波。

还需要说明的是：

所述双向可控硅，可采用两个规格和参数一致的单向可控硅代替；所述第一稳压二极管与所述第二稳压二极管，应采用型号、规格、参数均一致的器件；所述第一稳压二极管与所述第二稳压二极管，可采用其它具有稳压功能的器件代替，包括但不限于TVS管、ESD器件，且代替的元器件型号、规格、参数均应一致；所述整流桥，可采用集成电路，也可采用四个型号、规格、参数均一致的通用二极管组合实现；所述极性电容，应采用电容量为微法级的电容。

本实用新型的工作原理与工作过程如下：

当火线与零线之间电压小于所述第一稳压二极管的反向击穿电压与所述第二稳压二极管的正向导通压降之和时，或者当火线与零线之间电压小于所述第二稳压二极管的反向击穿电压与所述第一稳压二极管的正向导通压降之和时，所述双向可控硅截止，此时，流经负载的交变电流经过所述整流桥整流后，为所述极性电容充电；

当火线与零线之间电压大于等于所述第一稳压二极管的反向击穿电压与所述第二稳压二极管的正向导通压降之和时，或者当火线与零线之间电压大于等于所述第二稳压二极管的反向击穿电压与所述第一稳压二极管的正向导通压降之和时，所述双向可控硅导通，电流随之流经所述双向可控硅，而停止流经所述整流桥，同时停止为所述极性电容充电；

随着火线与零线之间的电压周期交替变化，上述过程随之周期重复进行，由于所述极性电容具有电荷存储能力，当所述极性电容两端没有接入任何负载或接入较轻负载时，所述极性电容两端电压将保持不变或者轻微下降，所述极性电容同时起到滤波作用，因此，得到稳定的直流输出电压，输出电压计算公式为：

其中，

为得到的输出电压；

为所述第一稳压二极管的反向击穿电压或者所述第二稳压二极管的反向击穿电压；

为所述第一稳压二极管的正向导通压降或者所述第二稳压二极管的正向导通压降；

为所述整流桥的导通压降。

本实用新型得到的有益效果是：

本实用新型提供的一种交流串联取电电路具有结构简单、成本低廉的优点，并且，在无需编程的情况下即可实现交流串联取电功能。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例一种交流串联取电电路的电路图。

图2是本实用新型较佳实施例一种交流串联取电电路的等效电路图。

图3是本实用新型较佳实施例一种交流串联取电电路的输入输出电压波形图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明，以使本领域的技术人员在阅读了本说明书的基础上能够充分完整的实现本实用新型的技术方案。

应当说明的是，以下仅是本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些应当都属于本实用新型的保护范围，因此，凡利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，以及本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下基于本实用新型中所给出的实施例所得到的其它实施例，这些均属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型较佳实施例提出一种交流串联取电电路，包括双向可控硅Q1、电阻R1、第一稳压二极管D1、第二稳压二极管D2、整流桥D3、极性电容C1；双向可控硅Q1的第一阳极、电阻R1的第一引脚、整流桥D3的第一交流输入引脚共同与火线L连接；双向可控硅Q1的第二阳极、第二稳压二极管D2的阴极、整流桥D3的第二交流输入引脚共同与负载的第一引脚连接；双向可控硅Q1的门极、电阻R1的第二引脚共同与第一稳压二极管D1的阴极连接；第一稳压二极管D1的阳极与第二稳压二极管D2的阳极连接；整流桥D3的正极与极性电容C1的正极连接；整流桥D3的负极、极性电容C1的负极共同与参考地连接；负载的第二引脚与零线N连接。

如图2所示，将第一稳压二极管D1和第二稳压二极管D2同时反向连接，即第一稳压二极管D1的阴极与第二稳压二极管D2的阴极连接，不会影响整个电路的最终效果。

双向可控硅Q1，用于接通或者断开负载工作回路；电阻R1，用于防止双向可控硅Q1受干扰而误触发，并为第一稳压二极管D1、第二稳压二极管D2提供电流通路；第一稳压二极管D1、第二稳压二极管D2，共同用于控制双向可控硅Q1的导通时刻；整流桥D3，用于将交流转换为直流，并为极性电容C1充电；极性电容C1，用于存储电荷和滤波。

本实用新型较佳实施例的工作原理与工作过程如下：

当火线L与零线N之间电压小于第一稳压二极管D1的反向击穿电压与第二稳压二极管D2的正向导通压降之和时，或者当火线L与零线N之间电压小于第二稳压二极管D2的反向击穿电压与第一稳压二极管D1的正向导通压降之和时，双向可控硅Q1截止，此时，流经负载的交变电流经过整流桥D3整流后，为所述极性电容C1充电；

当火线L与零线N之间电压大于等于第一稳压二极管D1的反向击穿电压与第二稳压二极管D2的正向导通压降之和时，或者当火线L与零线N之间电压大于等于第二稳压二极管D2的反向击穿电压与第一稳压二极管D1的正向导通压降之和时，双向可控硅Q1导通，电流随之流经双向可控硅Q1，而停止流经整流桥D3，同时停止为极性电容C1充电；

随着火线L与零线N之间的电压周期交替变化，上述过程随之周期重复进行，由于极性电容C1具有电荷存储能力，当极性电容C1两端没有接入任何负载或接入较轻负载时，极性电容C1两端电压将保持不变或者轻微下降，极性电容C1同时起到滤波作用，因此，得到稳定的直流输出电压

，输出电压

计算公式为：

其中，

为得到的输出电压；

为第一稳压二极管D1的反向击穿电压或者第二稳压二极管D2的反向击穿电压；

为第一稳压二极管D1的正向导通压降或者第二稳压二极管D2的正向导通压降；

为整流桥D3的导通压降。

如图3所示，纵轴

为火线L与零线N的电压，也就是输入电压轴；纵轴

为极性电容C1两端的电压，也就是输出电压轴；横轴

为时间轴；

为输入电压的正向峰值；

为输入电压的反向峰值；

为第一稳压二极管D1的反向击穿电压与第二稳压二极管D2的正向导通压降之和；

为第二稳压二极管D2的反向击穿电压与第一稳压二极管D1的正向导通压降之和；

为整流桥D3的导通压降；

为最终输出电压；

当处于

到

时段、

到

时段内时，输出电压

随着极性电容C1充电而上升；当处于

到

时段、

到

、

到

时段内时，输出电压

随着极性电容C1放电而下降；由于放电速度相对于充电速度要慢得多，因此，虽然输出电压

会出现波动，但是宏观上仍然趋于稳定状态，这主要取决于输出端接入负载的用电功率，负载的用电功率越大，输出电压波动越大，负载的用电功率越小，输出电压波动越小。

应当说明的是，图3所示的本实用新型较佳实施例一种交流串联取电电路的输入输出电压波形图，是输出端接入负载时的波形图，而不是输出端空载时的波形图。

Claims (5)

1.一种交流串联取电电路，其特征在于，包括双向可控硅、电阻、第一稳压二极管、第二稳压二极管、整流桥、极性电容；所述双向可控硅的第一阳极、所述电阻的第一引脚、所述整流桥的第一交流输入引脚共同与火线连接；所述双向可控硅的第二阳极、所述第二稳压二极管的阴极、所述整流桥的第二交流输入引脚共同与负载的第一引脚连接；所述双向可控硅的门极、所述电阻的第二引脚共同与所述第一稳压二极管的阴极连接；所述第一稳压二极管的阳极与所述第二稳压二极管的阳极连接；所述整流桥的正极与所述极性电容的正极连接；所述整流桥的负极、所述极性电容的负极共同与参考地连接；负载的第二引脚与零线连接。

2.根据权利要求1所述的一种交流串联取电电路，其特征在于，将所述第一稳压二极管和所述第二稳压二极管同时反向连接，即所述第一稳压二极管的阴极与所述第二稳压二极管的阴极连接，不会影响整个电路的最终效果。

3.根据权利要求1所述的一种交流串联取电电路，其特征在于，所述双向可控硅，用于接通或者断开负载工作回路；所述电阻，用于防止所述双向可控硅受干扰而误触发，并为所述第一稳压二极管、所述第二稳压二极管提供电流通路；所述第一稳压二极管、所述第二稳压二极管，共同用于控制所述双向可控硅的导通时刻；所述整流桥，用于将交流转换为直流，并为所述极性电容充电；所述极性电容，用于存储电荷和滤波。

4.根据权利要求1所述的一种交流串联取电电路，其特征在于，所述双向可控硅，可采用两个规格和参数一致的单向可控硅代替；所述第一稳压二极管与所述第二稳压二极管，应采用型号、规格、参数均一致的器件；所述第一稳压二极管与所述第二稳压二极管，可采用其它具有稳压功能的器件代替，包括但不限于TVS管、ESD器件，且代替的元器件型号、规格、参数均应一致；所述整流桥，可采用集成电路，也可采用四个型号、规格、参数均一致的通用二极管组合实现；所述极性电容，应采用电容量为微法级的电容。

5.根据权利要求1所述的一种交流串联取电电路，其特征在于，输出电压计算公式为：

其中，

为得到的输出电压；

为所述第一稳压二极管的反向击穿电压或者所述第二稳压二极管的反向击穿电压；

为所述第一稳压二极管的正向导通压降或者所述第二稳压二极管的正向导通压降；

为所述整流桥的导通压降。

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