一種用於二線製電子開關的供電電路
發布時間:2008-09-28 來源:中國IC
中心論題:
- 二線製開關采用關態供電電路和開態供電電路取電。
- 新電路有效解決了負載燈具閃爍的問題。
- 此電路的工作原理和實現方式
- 增加控製單元控製關態供電單元。
- 保證控製單元有足夠低的靜態功耗。
- 控製單元的電流控製輸出端口與瞬態電流控製電路的電流控製輸入端口相接
目前,二線製(無零線輸入)電子牆壁開關除供電電路之外的其它電路(如控製電路、驅動元件等)的供電,大多采用在開關關閉時由關態供電電路在電力線路的電壓回路中取電的方法(即關態供電方法,其電路稱為關態供電電路),以及在開關開啟時,由開態供電電路在電力線路的電流回路中取電的供電方法(即開態供電方法,其電路稱為開態供電電路)。guantaigongdianfangfayibancaiyongzurongjiangyazhengliulvbohuobianyaqijiangyazhengliulvbo,dangkaiguanguanbishi,youyukaiguandekongzhidianluxuyaoweichizhengchangdaijigongzuo,huixiaohaojiaoxiaodegonglv,erzaikaiguankaiqideshunjian,kaiguanxiaohaojiaodadegonglv,yongjidianqizuoweikaiguandequdongyuanjiangengshiruci。jishikongzhidianlujiweikongzhiqizaikaiguanguanbishidedaijigonghaohendi,weilebaozhengkaiguandezhengchangkaiqi,xuyaojiaodadeguantaigongdiandianliu,dayudengyukaiguandezuidagongzuodianliu,fouze,kaiguankaiqideshunjiandianyaxunsuxiajiang,shidekongzhidianlubunengjixuzhengchanggongzuo。yinci,zaikaiguanguanbishirengyoujiaodadedaijidianliuliuguokaiguan,dangfuzaiweijienengdenghuoriguangdengshi,dengjuhuifashengshanshuoxianxiang。weilebushidengjushanshuo,youdecaiyongzaifuzailiangduanbinglianzurongyuanjianzuoweifuzailianjieqidefangfa,zhejiuzengjialeanzhuangnandu,shidianzikaiguannanyituiguang。
基ji於yu以yi上shang問wen題ti,本ben文wen提ti供gong了le一yi種zhong用yong於yu二er線xian製zhi電dian子zi開kai關guan的de供gong電dian電dian路lu,在zai開kai關guan關guan閉bi時shi給gei控kong製zhi電dian路lu提ti供gong很hen小xiao的de電dian流liu,用yong以yi維wei持chi待dai機ji工gong作zuo,開kai關guan開kai啟qi的de瞬shun間jian,先xian由you控kong製zhi單dan元yuan控kong製zhi關guan態tai供gong電dian單dan元yuan,提ti供gong較jiao大da的de工gong作zuo電dian流liu給gei控kong製zhi單dan元yuan和he驅qu動dong元yuan件jian,使shi開kai關guan開kai啟qi,然ran後hou轉zhuan入ru開kai態tai供gong電dian狀zhuang態tai。當dang開kai關guan關guan閉bi時shi,控kong製zhi單dan元yuan控kong製zhi關guan態tai供gong電dian單dan元yuan提ti前qian進jin入ru大da電dian流liu工gong作zuo狀zhuang態tai,迅xun速su補bu充chong開kai關guan關guan閉bi瞬shun間jian控kong製zhi單dan元yuan和he驅qu動dong元yuan件jian消xiao耗hao的de功gong率lv,使shi電dian源yuan濾lv波bo電dian容rong兩liang端duan的de電dian壓ya維wei持chi在zai額e定ding值zhi。有you效xiao地di解jie決jue了le負fu載zai燈deng具ju閃shan爍shuo的de問wen題ti。
供電電路如圖1所示,包括開態供電單元、關guan態tai供gong電dian單dan元yuan及ji穩wen壓ya濾lv波bo單dan元yuan,其qi特te征zheng在zai於yu,關guan態tai供gong電dian單dan元yuan還hai包bao括kuo瞬shun態tai電dian流liu控kong製zhi電dian路lu,開kai關guan開kai啟qi的de瞬shun間jian,先xian由you控kong製zhi單dan元yuan的de控kong製zhi端duan口kou發fa出chu控kong製zhi 信(xin)號(hao)給(gei)與(yu)其(qi)相(xiang)連(lian)的(de)瞬(shun)態(tai)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu),瞬(shun)態(tai)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)通(tong)過(guo)穩(wen)壓(ya)濾(lv)波(bo)單(dan)元(yuan)提(ti)供(gong)較(jiao)大(da)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)給(gei)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)和(he)驅(qu)動(dong)元(yuan)件(jian),再(zai)由(you)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)控(kong)製(zhi)驅(qu)動(dong)元(yuan)件(jian),使(shi)開(kai)關(guan)開(kai)啟(qi),轉(zhuan)入(ru)開(kai)態(tai)供(gong)電(dian)狀(zhuang)態(tai)。當(dang)開(kai)關(guan)關(guan)閉(bi)時(shi),控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)控(kong)製(zhi)關(guan)態(tai)供(gong)電(dian)單(dan)元(yuan)提(ti)前(qian)進(jin)入(ru)大(da)電(dian)流(liu)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai),迅(xun)速(su)補(bu)充(chong)開(kai)關(guan)關(guan)閉(bi)瞬(shun)間(jian)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)和(he)驅(qu)動(dong)元(yuan)件(jian)消(xiao)耗(hao)的(de)功(gong)率(lv),使(shi)電(dian)源(yuan)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)兩(liang)端(duan)的(de)電(dian)壓(ya)維(wei)持(chi)在(zai)額(e)定(ding)值(zhi),然(ran)後(hou),瞬(shun)態(tai)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)維(wei)持(chi)很(hen)低(di)的(de)電(dian)流(liu),供(gong)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)進(jin)入(ru)休(xiu)眠(mian)待(dai)機(ji)狀(zhuang)態(tai)時(shi)使(shi)用(yong)。

該供電電路與現有技術相比具有以下優點:隻(zhi)要(yao)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)保(bao)證(zheng)有(you)足(zu)夠(gou)低(di)的(de)靜(jing)態(tai)功(gong)耗(hao),就(jiu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)瞬(shun)態(tai)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu),既(ji)能(neng)把(ba)開(kai)關(guan)的(de)靜(jing)態(tai)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)在(zai)最(zui)低(di)限(xian)度(du),以(yi)維(wei)持(chi)開(kai)關(guan)係(xi)統(tong)進(jin)入(ru)休(xiu)眠(mian)待(dai)機(ji)狀(zhuang)態(tai),又(you)能(neng)在(zai)開(kai)關(guan)開(kai)啟(qi)瞬(shun)間(jian)提(ti)供(gong)充(chong)足(zu)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)給(gei)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)和(he)驅(qu)動(dong)元(yuan)件(jian),使(shi)開(kai)關(guan)準(zhun)確(que)開(kai)啟(qi),解(jie)決(jue)了(le)負(fu)載(zai)燈(deng)具(ju)閃(shan)爍(shuo)的(de)問(wen)題(ti)。而(er)且(qie),不(bu)用(yong)安(an)裝(zhuang)負(fu)載(zai)阻(zu)容(rong)元(yuan)件(jian),可(ke)直(zhi)接(jie)替(ti)換(huan)普(pu)通(tong)開(kai)關(guan),適(shi)合(he)各(ge)種(zhong)燈(deng)具(ju)使(shi)用(yong),使(shi)二(er)線(xian)製(zhi)電(dian)子(zi)開(kai)關(guan)的(de)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng)。
工作原理及實現方式
圖1中,AC/DC轉換電路可采用常用的阻容降壓、整流方式進行電壓轉換,可用全波整流,也可用半波整流。AC/DC轉換電路的輸出端接瞬態電流控製電路的輸入端IN。瞬態電流控製電路的輸出端(關態供電單元的輸出端)OUT和開態供電單元的輸出端均與穩壓濾波單元的VCC連接。經穩壓濾波單元輸出的穩定直流電壓VCC加在與其連接的電流控製輸入端口。控製單元的電流控製輸出端口與瞬態電流控製電路的電流控製輸入端口Ctrl連接。
瞬態電流控製電路包括R1~R4、場效應管Q1和Q2、電容C1、二極管D1;二極管D1的正極作為瞬態電流控製電路的輸入端IN,負極與Q1的漏極和R1的一端連接;Q1的源極與R3的一端連接,R3的另一端與R4的一端連接,形成瞬態電流控製電路的輸出端口OUT。Q1的柵極與R2連接,R2的另一端與R1的另一端及Q2的漏極連接;Q2的柵極與R4的另一端及C1的一端連接,並作為瞬態電流控製電路的電流控製輸入端口Ctrl;Q2的源極與C1的另一端連接,形成公共地,並與開關各單元的直流公共地連接。
當開關處於關閉狀態時,L、N兩端加220V交流電壓的瞬間,Q2截止,Q1通過電阻R1、R2獲得較高的柵極電壓,處於充分導通狀態,有大電流流過Q1的源極,經分壓限流電阻R3送到穩壓濾波單元,穩壓濾波單元中的電容同時起到了存儲電能的作用,經穩壓濾波使係統獲得工作電壓VCC。在瞬態電流控製電路的OUT端口,電壓升高的同時,Q2的柵極經R4獲得電壓而導通,Q1的柵極電壓隨之降低,當OUT端口電壓升高到VCC後,Q1的柵極獲得較低的電壓而處於低導通狀態,隻要控製單元的靜態功耗足夠低,Q1處於低導通狀態時,係統仍能夠將工作電壓穩定在額定值。
開關開啟時,先由控製單元的控製端口輸出一個低電平給與其連接的瞬態電流控製電路的電流輸入端口Ctrl,輸入到Q2的柵極,Q2截止,Q1由R1、R2huodejiaogaodezhajidianyaerchongfendaotong,shuntaidianliukongzhidianluzaishunjianjingguowenyalvbodanyuan,geikongzhidanyuanhequdongyuanjiantigongjiaodadegongzuodianliu,zaiyoukongzhidanyuankongzhiqudongyuanjian,shikaiguankaiqi,zhuanrukaitaigongdianzhuangtai。cishi,guantaigongdiandianlushiqudianya,tingzhigongzuo,kongzhidanyuandekongzhiduankoujingshangladianzuR4獲得高電平,也可以由控製單元將其轉換為低電平,為開關關閉瞬間提供大電流供電提前做好準備。
開關關閉時,先由控製單元的控製端口輸出一個低電平(或如上所述,關閉前保持為低電平狀態)給與其連接的瞬態電流控製電路的電流控製輸入端口Ctrl,開關關閉的瞬間,瞬態電流控製電路的輸入端獲得電壓和電流,Q2截止,Q1由R1、R2獲huo得de較jiao高gao的de柵zha極ji電dian壓ya而er充chong分fen導dao通tong,使shi輸shu出chu電dian流liu增zeng加jia。瞬shun態tai電dian流liu控kong製zhi電dian路lu在zai瞬shun間jian可ke給gei穩wen壓ya濾lv波bo單dan元yuan和he控kong製zhi單dan元yuan提ti供gong較jiao大da的de工gong作zuo電dian流liu,迅xun速su補bu充chong開kai關guan關guan閉bi瞬shun間jian控kong製zhi單dan元yuan和he驅qu動dong元yuan件jian消xiao耗hao的de功gong率lv,以yi及ji開kai關guan由you開kai啟qi到dao關guan閉bi瞬shun間jian所suo消xiao耗hao的de穩wen壓ya濾lv波bo單dan元yuan中zhong電dian容rong器qi所suo存cun儲chu的de電dian能neng,使shi穩wen壓ya濾lv波bo單dan元yuan兩liang端duan的de電dian壓ya維wei持chi在zai額e定ding值zhi。然ran後hou,控kong製zhi單dan元yuan的de控kong製zhi端duan口kou輸shu出chu高gao電dian平ping給gei與yu其qi連lian接jie的de瞬shun態tai電dian流liu控kong製zhi電dian路lu的de電dian流liu控kong製zhi輸shu入ru端duan口kouCtrl,Q2導通,Q1處於低導通狀態,瞬態電流控製電路維持很低的電流,供控製單元進入休眠待機狀態使用。
該電路能夠在負載燈具關閉後為係統提供微弱的電流,而不使負載燈具閃爍,又能在開燈瞬間為係統提供足夠大的啟動電流。
結語
在實際應用過程中驗證了該電路的合理性,工作穩定可靠,有效地解決了電子開關中負載燈具閃爍的問題。
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