專利名稱：?jiǎn)坞妷洪_關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，特別涉及一種單電壓開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
利用電網(wǎng)交流電壓供電的電氣設(shè)備或器具，最為基本的控制是利用一只電源開關(guān) 直接控制電源的通或斷。電氣設(shè)備或器具適應(yīng)的電源電壓通常有所謂“單電壓”和“寬電壓”之分。所謂單 電壓是指電氣設(shè)備或器具只能適應(yīng)在供電系統(tǒng)規(guī)定范圍(如士 10%)內(nèi)波動(dòng)的某個(gè)固定的 電網(wǎng)電壓，如中國(guó)為220V,日本為100V，歐洲為240V，美國(guó)為120V或277V等等。適應(yīng)單電 壓的電氣設(shè)備或器具，在規(guī)定電網(wǎng)電壓正常波動(dòng)范圍以外的條件下使用時(shí)，不但性能難以 保證，有的還會(huì)造成損壞的不良后果。用作切換電源通斷的開關(guān)，除了使用最為普遍的手動(dòng)機(jī)械式開關(guān)，還有以半導(dǎo)體 器件(如可控硅)或電磁器件(如繼電器觸點(diǎn))構(gòu)成的自動(dòng)控制開關(guān)，例如用于感應(yīng)人體 移動(dòng)的光電開關(guān)。這些開關(guān)所起的作用僅是在電源開關(guān)接通時(shí)使電氣設(shè)備或器具工作，而 在電源斷開時(shí)停止工作。當(dāng)要求這種開關(guān)的動(dòng)作使電氣設(shè)備或器具不是在“工作”和“不工作”之間切換， 而是在“正常”和“降額”兩種狀態(tài)之間切換時(shí)，就要將開關(guān)的通/斷兩種狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn) 換為電氣設(shè)備或器具的工作狀態(tài)控制電路能夠識(shí)別的信號(hào)，最為通用的是低壓直流數(shù)字信 號(hào)0/1。一股還要求低壓直流電路與交流電源供電電路之間有良好的電氣絕緣。一個(gè)典型的實(shí)例是，一種由可控硅或繼電器構(gòu)成的感應(yīng)人體移動(dòng)的光電開關(guān)，在 可調(diào)定的背景光條件和可調(diào)定的感光區(qū)域范圍內(nèi)出現(xiàn)移動(dòng)物體時(shí)，開關(guān)接通照明設(shè)備，經(jīng) 過可調(diào)定的一段時(shí)間之后，開關(guān)斷開，關(guān)閉照明設(shè)備?，F(xiàn)在要做的是在上述光電開關(guān)處于 “斷開”狀態(tài)時(shí)，不是完全關(guān)閉照明設(shè)備，而是使之降低亮度。為此，首先要將電源開關(guān)的通 /斷兩種狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使成為照明設(shè)備的亮度控制電路能夠識(shí)別的、與交流電源電氣絕緣 的低壓直流數(shù)字信號(hào)0/1。為了減小有功功率損耗，用純電阻分壓器從電源電壓獲取信息的方法必須使用高 阻值的電阻。在以可控硅作開關(guān)器件的情況下，流經(jīng)分壓電阻的電流往往不足以達(dá)到可控 硅工作所必須的維持電流。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種既滿足了在采用可控硅作開關(guān)元 件時(shí)能有足夠的維持電流，又避免產(chǎn)生大的有功功率損耗的單電壓開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路。為了解決以上的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種單電壓開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路，單 電源電壓輸入經(jīng)開關(guān)S及其后面的假負(fù)載電容Cl，與Dl D4構(gòu)成的橋式整流器連接，整流 后的電壓，經(jīng)分壓 阻Rl、R2分壓和電容C2濾波后，串接一穩(wěn)壓管ZDl與光電耦合器U連接，光電耦合器負(fù)載R4與低電壓Vcc連接，自光電耦合器負(fù)載輸出低電平數(shù)字信號(hào)0/1。所述分壓電阻Rl、R2分壓的輸出電壓，大于穩(wěn)壓管ZDl和光電耦合器U導(dǎo)通電壓 之和。所述分壓電阻Rl、R2，或者連接在假負(fù)載電容Cl的后面，此時(shí)整流輸出的濾波電 容C2并接一濾波電阻R3。設(shè)置所述假負(fù)載電容Cl，因?yàn)樗鼘?duì)電源產(chǎn)生極小的附加功率損耗，但卻能在以可 控硅作為開關(guān)元件時(shí)提供保證可控硅能正常工作的維持電流。當(dāng)電源開關(guān)S合上時(shí)，所述假負(fù)載電容Cl兩端的電壓就是電源電壓，當(dāng)電源開關(guān)S 由閉合轉(zhuǎn)為斷開時(shí)，根據(jù)所述假負(fù)載電容Cl的容量和所述分壓電阻Rl和R2的阻值，假負(fù) 載電容Cl兩端的電壓在限定的時(shí)間內(nèi)降低到電源電壓的五分之一以下。由于電源電壓是 相對(duì)固定的單一交流電壓數(shù)值，如110V，120V, 220V, 240V, 277V等等，很容易按要求選取和 確定所述假負(fù)載電容Cl的容量和所述分壓電阻Rl和R2的阻值。所述假負(fù)載電容Cl上的電壓經(jīng)分壓電阻Rl和R2分壓并經(jīng)所述橋式整流器Dl D4整流，經(jīng)濾波電阻R3和濾波電容C2濾波獲得整流電壓Ua0或者假負(fù)載電容Cl上的電 壓先經(jīng)橋式整流器Dl D4整流，再由分壓電阻Rl和R2分壓和濾波電容濾波C2同樣可以 獲得整流電壓Ua0在電源開關(guān)S閉合時(shí)，分壓整流或整流分壓得到的直流電壓Ua高于穩(wěn)壓二極管 ZDl的擊穿電壓和光電耦合器U的光發(fā)射器件的正向?qū)妷褐停蚨须娏髁鬟^穩(wěn)壓 二極管ZDl和光電耦合器U的光發(fā)射器件，光電耦合器U的光接收器件經(jīng)輸出電阻R4輸出 電壓Vcc，即數(shù)字低電平“0”。在電源開關(guān)S斷開時(shí)，電壓Ua在規(guī)定時(shí)間內(nèi)迅速降到低于穩(wěn)壓二極管ZDl的擊穿 電壓，沒有電流流過穩(wěn)壓二極管ZDl和光電耦合器U的光發(fā)射器件，光電耦合器U的光接收 器件經(jīng)輸出電阻R4輸出電壓Vcc，即數(shù)字高電平“ 1 ”。本實(shí)用新型的優(yōu)越功效在于本實(shí)用新型的單電壓開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路在有效地將 電源開關(guān)的通/斷兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換成直流低電壓0/1數(shù)字控制信號(hào)的同時(shí)，通過光電耦合器 還使輸出端與輸入端實(shí)現(xiàn)了電氣上的絕緣，即電隔離。

附圖1為本實(shí)用新型的單電壓開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路之一的電路圖；附圖2為本實(shí)用新型的單電壓開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路之二的電路圖；圖中標(biāo)號(hào)說明L-交流電源相線；R3-濾波電阻；N-交流電源中線； R4-輸出電阻；S-電源開關(guān)；ZDl-穩(wěn)壓二極管；Cl-假負(fù)載電容；U-光電耦合器；C2-濾波電容；DC-直流0/1數(shù)字輸出；Dl D4-橋式整流器；Ua-開關(guān)狀態(tài)電壓；R1，R2_ 分壓電阻。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖所示，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。本實(shí)用新型提供了 一種單電壓開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路，單電源電壓輸入經(jīng)開關(guān)S及其 后面的假負(fù)載電容Cl，與Dl D4構(gòu)成的橋式整流器連接，整流后的電壓，經(jīng)分壓電阻R1、 R2分壓和電容C2濾波后，串接一穩(wěn)壓管ZDl與光電耦合器U連接，光電耦合器負(fù)載R4與低 電壓Vcc連接，自光電耦合器負(fù)載輸出低電平數(shù)字信號(hào)0/1。所述分壓電阻Rl、R2分壓的輸出電壓，大于穩(wěn)壓管ZDl和光電耦合器U導(dǎo)通電壓 之和。所述分壓電阻Rl、R2，或者連接在假負(fù)載電容Cl的后面，此時(shí)整流輸出的濾波電 容C2并接一濾波電阻R3。如圖1所示，所述分壓電阻Rl和R2并聯(lián)連接在假負(fù)載電容Cl的兩端，所述橋式整 流器Dl D4的兩個(gè)二極管的正極與負(fù)極相接的輸入端( )并聯(lián)連接在分壓電阻R2兩 端，濾波電阻R3和濾波電容C2并聯(lián)連接之后再并聯(lián)在橋式整流器Dl D4的兩個(gè)輸出端 上，濾波電容C2的正極和負(fù)極分別與橋式整流器Dl D4的兩個(gè)二極管的負(fù)極相接的正輸 出端(+)和兩個(gè)二極管的正極相接的負(fù)輸出端(_)相接。橋式整流器Dl D4的正輸出端 (+)、濾波電容C2的正極和濾波電阻R3的公共連接點(diǎn)a與穩(wěn)壓二極管ZDl的陰極連接。在 分壓電阻R2上分得的電壓經(jīng)橋式整流器Dl D4整流，經(jīng)濾波電阻R3和濾波電容C2濾波 后在a點(diǎn)得到一個(gè)代表開關(guān)狀態(tài)的低直流電壓Ua。橋式整流器Dl D4的負(fù)輸出端(_)、 濾波電容C2的負(fù)極以及濾波電阻R3的公共連接點(diǎn)與光電耦合器U光發(fā)射器件的陰極相連 接。光電耦合器U光發(fā)射器件的陽(yáng)極與穩(wěn)壓二極管ZDl的陽(yáng)極相連接。或按圖2，所述橋式整流器Dl D4的兩個(gè)二極管的正極與負(fù)極相接的輸入端 ( )并聯(lián)連接在所述假負(fù)載電容Cl的兩端。分壓電阻Rl和R2并聯(lián)連接在橋式整流器 Dl D4的⑴和㈠兩個(gè)輸出端上。濾波電容C2并聯(lián)連接在分壓電阻R2上，濾波電容 C2的正極、穩(wěn)壓二極管的負(fù)極以及分壓電阻Rl和R2的結(jié)合點(diǎn)在a點(diǎn)連接在一起。所述橋 式整流器Dl D4的負(fù)輸出端(_)、濾波電容C2的負(fù)極以及分壓電阻R2的另一端結(jié)合在一 起的公共連接點(diǎn)與光電耦合器U光發(fā)射器件的陰極相連接。光電耦合器U光發(fā)射器件的陽(yáng) 極與穩(wěn)壓二極管ZDl的陽(yáng)極相連接。根據(jù)電源電壓的額定值及規(guī)定的波動(dòng)范圍，選取適當(dāng)?shù)姆謮弘娮鑂l和R2的分壓 比，使在電源開關(guān)S由閉合時(shí)，開關(guān)狀態(tài)電壓Ua略高于穩(wěn)壓二極管ZDl的擊穿電壓和光電 耦合器U光發(fā)射器件正向?qū)妷褐?，因而有電流流過穩(wěn)壓二極管ZDl和光電耦合器U 的光發(fā)射器件，光電耦合器U的光接收器件經(jīng)輸出電阻R4輸出數(shù)字低電平“0”。在電源開關(guān)S由斷開時(shí)，開關(guān)狀態(tài)電壓Ua將迅速降到低于穩(wěn)壓二極管ZDl的擊穿 電壓，此后便沒有電流流過穩(wěn)壓二極管ZDl和光電耦合器U的光發(fā)射器件，光電耦合器U的 光接收器件經(jīng)輸出電阻R4輸出數(shù)字高電平“ 1”。通過上述的單電壓開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路，在單一供電電壓的條件下，有效地實(shí)現(xiàn)了 電源開關(guān)開關(guān)狀態(tài)經(jīng)轉(zhuǎn)換電路得到了與開關(guān)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的，電氣上與電源隔離的直流低電 壓數(shù)字控制信號(hào)0/1。
權(quán)利要求一種單電壓開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于單電源電壓輸入經(jīng)開關(guān)S及其后面的假負(fù)載電容C1，與D1～D4構(gòu)成的橋式整流器連接，整流后的電壓，經(jīng)分壓電阻R1、R2分壓和電容C2濾波后，串接一穩(wěn)壓管ZD1與光電耦合器U連接，光電耦合器負(fù)載R4與低電壓Vcc連接，自光電耦合器負(fù)載輸出低電平數(shù)字信號(hào)0/1。
2.按權(quán)利要求1所述的單電壓開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述分壓電阻R1、R2分壓的輸出電壓，大于穩(wěn)壓管ZDl和光電耦合器U導(dǎo)通電壓之和。
3.按權(quán)利要求1所述的單電壓開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述分壓電阻R1、R2，或者連接在假負(fù)載電容Cl的后面，此時(shí)整流輸出的濾波電容C2 并接一濾波電阻R3。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種單電壓開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路，單電源電壓輸入經(jīng)開關(guān)S及其后面的假負(fù)載電容C1，與D1～D4構(gòu)成的橋式整流器連接，整流后的電壓，經(jīng)分壓電阻R1、R2分壓和電容C2濾波后，串接一穩(wěn)壓管ZD1與光電耦合器U連接，光電耦合器負(fù)載R4與低電壓Vcc連接，自光電耦合器負(fù)載輸出低電平數(shù)字信號(hào)0/1。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是在有效地將電源開關(guān)的通/斷兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換成直流低電壓0/1數(shù)字控制信號(hào)的同時(shí)，通過光電耦合器還使輸出端與輸入端實(shí)現(xiàn)了電氣上的絕緣，即電隔離。
文檔編號(hào)H02M7/162GK201742312SQ201020236058
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者盧兆大, 武潔霞, 葛葆璋, 路智勇 申請(qǐng)人:上海阿卡得電子有限公司