CN2237315Y

CN2237315Y - 双功能节能电子开关

Info

Publication number: CN2237315Y
Application number: CN 95211024
Authority: CN
Inventors: 刘雨棣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-10-09
Anticipated expiration: 2005-05-16

Abstract

本实用新型涉及双功能节能电子开关。目的是具备普通开关的常开、常闭功能和节能电子开关的延时断电功能。主要构成是操作键S经功能控制电路和触发电路控制可控硅导通，实现负载延时关闭和常开状态，功能控制电路主要由CMOS译码分配器IC1组成，触发电路主要由三极管T1组成。优点是试制使用，单键操作，循环进入延时-常闭-常开工作状态，三种状态均有LED指示，使用方便，扩大用途范围。

Description

双功能节能电子开关

本实用新型涉及照明电路的开关控制及延时关断控制，尤指双功能节能电子开关。

在背景技术中，目前已知的照明节能电子开关均为一功能的延时关断开关，其典型电路如图3所示，开关S在手按导通时，整个回路导通，经三极管放大触发单向可控硅SCR导通，负载照明灯工作，同时电容C存储电能，当开关S断开后，电容放电，经延时后可控硅SCR关断，负载停止工作，这种延时开关大多局限于楼梯、走廊等要求短暂照明的场合，不具备常闭、常开的普通开关功能，从而无法完全替代传统的机械触点式开关。

本实用新型的目的是研制一种双功能节能电子开关，集传统机械触点式开关的常开、常闭功能节能电子开关的延时断电功能为一体，并采用单键轻触操作方式的双功能节能电子开关，扩大使用范围。

本实用新型的技术解决方案如下：

包括由可控硅TRIAC组成的主控制回路，操作键S经功能控制电路和触发电路控制可控硅TRIA导通，实现负载延时断电、及常开、常闭工作状态，其特殊之处是，在功能控制电路中，CMOS译码分配器IC1输出端Q1、Q2和Q3，Q1端有两路输出，一路连接电阻R3和充电电容C3，另一路连接三极管T1基极，Q2端输出连接三极管T1基极，Q3输出端连接IC1复位端RST，电阻R3和电容C3的接点连接IC1的RST复位端，内部工作电源电路向主控制回路供电。

本实用新型的技术解决方案还包括：

在内部工作电源电路中，串联的电阻R8和指示二极管LED1一端接负载和可控硅TRIAC的接点，另一端接供电端V₊，组成半波串接形式，储能电容C4并联在供电端V₊与电源共用端上，稳压二极管ZD1与限流电阻R7的结点连接扩流三极管T2基极，稳压二极管ZD1负端、三极管T2集电极和二极管D4负端同时连接供电端V₊，电阻R7下端、三极管T2发射极和二极管D5正端同时连接在电源共用端，适用于主回路控制电流在1～10A范围。

在内部工作电源电路中，市电分别经二极管D4和D5连接并联的储能电容C4和稳压二极管ZD二端，二极管D4负端作为供电源端V₊经串联的指示二极管LED1、电阻R8呈半波串接形式，连接可控硅TRIAC两端，组成功率小于50W时采用的内部工作电源电路。

在内部工作电源电路中，市电分别经二极管D4和D5连接供电源端V₊和三极管T2发射极，储能电容C4并联在供电端V₊和电源共用端上，稳压二极管ZD1和限流电阻R7的结点连接扩流三极管T2基极，稳压二极管ZD1负端连接V₊端，电阻R7下端与三极管T2发射极同接在电源共用端上，组成可控硅TRIAC为10A以上元件时的内部工作电源电路。

本实用新型的附图说明如下：

图1是结构示意框图。

图2是电路原理图。

图3是背景技术中单一功能延时关断节能电子开关的典型结构原理图。

图4是本实用新型使用功能＜50W时，内部工作电源的简化电路图。

图5是本实用新型主回路控制元件工作电流＞10A时的内部工作电源的简化电路图。

下面是本实用新型结合附图作进一步的详述：

参见图1，本实用新型主要由功能控制电路、触发电路、主控制回路和内部工作电源电路组成。参见图2，功能控制电路主要由CMOS译码分配器IC1组成，其IC1型号为CD4017或CD4022等系列产品，IC1输入端CLK接操作键S，IC1输出端Q1、Q2及Q3，其中Q1端接延时电路电阻R3和电容C3，并通过延时指示二极管LED2连接触发电路。Q2端通过常闭指示二极管LED3连接触发电路。Q3端通过二极管D3接复位电路。主控制回路控制元件采用双向可控硅TRIAC。触发电路由三极管T1及电阻R4和R6组成，采用负极性触发方式，避开双向可控硅控制极G为正，T2为负的工作状态。内部工作电源，由二极管ZD1、D4、D5，电容C4、三极管T2，电阻R7、R8及常开显示二极管LED1组成，与主控制回路呈半波串接形式。根据主回路控制元件的工作状态，有三种不同的供电方式，即①关断状态，由电阻R8和显示二极管LED1提供内部控制电路所需的微量维持电流。②导通状态，由双向可控硅TRIAC直接提供满足触发及正常工作所需的工作电流。③转换状态，由贮能电容C4提供双向可控硅在开通时间内(可控硅触发极加控制信号至可控硅完全导通过程中)所需的触发电流。图2的工作原理是这样，常开(断开)状态：当开关接入市电时，内部控制电路处于复位状态，CMOS译码分配器IC1的输出端Q1、Q2和Q3均为低电平，三极管T1截止，无触发电流通过可控硅TRIAC控制极，开关处于常开状态，电阻R8和常开状态显示LED1中将有电流流过，指示出开关所处状态及所在位置。延时状态：在常开状态下，按动一次操作键S，在CMOS译码分配器IC1输入端CLK得到一个正脉冲，IC1输出端Q1产生高电平，一路经显示二极管LED2、电阻R4加在触发晶体管T1的基极，T1导通，主回路控制元件可控硅TRIAC得触发电流导通，电阻R6为限流电阻，可使3A双向可控硅TRIAC触发电流选择在20mA左右。Q1端另一路通过电阻R3向电容C3充电，R3和C3的时间常数决定延时时间的长短，当C3两端电压充至4V左右时，该电压通过二极管D1加至IC1的RST端，使IC1复位，同时恢复常开状态，IC1的Q1端处于低电平。电容C3通过低阻值电阻R2及二极管D2支路迅速放电。常闭(闭合)状态：在延时状态下按动一次操作键S，IC1的CLK端得到第二个正脉冲，使Q1端恢复低电平，Q2端输出高电平。通过指示二极管LED3、电阻R4使三极管T1导通，可控硅TRIAC得到触发电流导通，整个开关处于常闭状态，负载工作。参见图4，当功率＜50W时采用的简化内部工作电源，可取掉扩流晶体管T2及取样电阻R7，可控硅TRIAC可采用1A元件，二极管可采用1M稳压管。参见图5所示，当可控硅TRIAC工作电流＞10A时，可取消电阻R8、指示二极管LED，静态供电直接利用可控硅的漏电流。

本实用新型的优点和效果如下：

1、同时具备普通开关和节能开关的功能。

2、采用单键操作，按动一次操作键，电路只进入延时关断工作状态，而后自动复位，恢复常开状态，因此，在无特殊需要时，可保证电路通常处于节能工作模式。

3、依据LED1～3的指示，可以了解电路所处的工作状态，提示必要的操作，并便于分室安装或遥控。

4、半波串联工作电源具有以下优点：

a)主控回路元件TRIAC关断时，电阻R8和指示二极管LED1等提供内部电路的静态维持电流，由于LED1的半波整流作用，与图3所示，背景技术中的并联阻容元件降压相比(由电阻R7、R8和二极管LED组成降压电路)，在相同的功耗下，可提供两倍的维持电流。从而便于接入较为复杂的控制电路，以扩展操作功能(如声控、光控功能等)。

b)与图3同样的静态功耗下，可提供较大的触发电流，在主控回路元件TRIAC导通的工作状态下，流过触发管T1的触发电流直接取至主回路，有足够的能量维持正常触发。所以只需保证TRIAC在开通时间内所需的触发能量，即可保证电路的正常工作。开通过程中的能量由储能电容C4提供，只要C4容量足够大，即可满足上述要求。本实用新型的双向可控硅TRIAC可采用3A，触发电流约为20mA，C4容量选为330μf。而背景技术图3供电方式，受降压电阻(R8≈270K)的限制，在静态功耗相近的情况下，能够提供最大电流约为0.8mA。

5、应用不同功率等级时，内部工作电源可做适当化简。

6、经试制使用，证明本实用新型工作性能稳定，使用方便，达到双功能节能电子开关的目的。

Claims

1、双功能节能电子开关，包括由可控硅TRIAC组成的主控制回路，操作键S经功能控制电路和触发电路控制可控硅TRIA导通，实现负载延时断电、及常开、常闭工作状态，其特征是：在功能控制电路中，CMOS译码分配器IC1输出端Q1、Q2和Q3，Q1端有两路输出，一路连接电阻R3和充电电容C3，另一路连接三极管T1基极，Q2端输出连接三极管T1基极，Q3输出端连接IC1复位端RST，电阻R3和电容C3的接点连接IC1的RST复位端，内部工作电源电路向主控制回路供电。

2、根据权利要求1所述的双功能节能电子开关，其特征是：在内部工作电源电路中，串联的电阻R8和指示二极管LED1一端接负载和可控硅TRIAC的接点，另一端接供电端V₊，组成半波串接形式，储能电容C4并联在供电端V₊与电源共用端上，稳压二极管ZD1与限流电阻R7的结点连接扩流三极管T2基极，稳压二极管ZD1负端、三极管T2集电极和二极管D4负端同时连接供电端V₊，电阻R7下端、三极管T2发射极和二极管D5正端同时连接在电源共用端，适用于主回路控制电流在1～10A范围。

3、根据权利要求1所述的双功能节能电子开关，其特征是：在内部工作电源电路中，市电分别经二极管D4和D5连接并联的储能电容C4和稳压二极管ZD二端，二极管D4负端作为供电源端V₊经串联的指示二极管LED1、电阻R8呈半波串接形式，连接可控硅TRIAC两端，组成功率小于50W时采用的内部工作电源电路。

4、根据权利要求1所述的双功能节能电子开关，其特征是：在内部工作电源电路中，市电分别经二极管D4和D5连接供电源端V₊和三极管T2发射极，储能电容C4并联在供电端V₊和电源共用端上，稳压二极管ZD1和限流电阻R7的结点连接扩流三极管T2基极，稳压二极管ZD1负端连接V₊端，电阻R7下端与三极管T2发射极同接在电源共用端上，组成可控硅TRIAC为10A以上元件时的内部工作电源电路。