一種嵌入式斷續(xù)電流型程控開關(guān)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種嵌入式電流斷續(xù)型開關(guān)控制電路，包括降壓電阻,所述降壓電阻連接單片機(jī)的Vdd腳、穩(wěn)壓二極管的負(fù)極和濾波電容，所述穩(wěn)壓二極管的正極和濾波電容與單片機(jī)的Vss腳相連，所述單片機(jī)的信號(hào)輸入腳用于接收來自傳感器的信號(hào)，其信號(hào)輸出腳連接第一電阻的第一端，所述第一電阻的第二端連接一單向可控硅的門極，并通過第二電阻連接該單向可控硅的陰極，所述單向可控硅的陽極作為負(fù)載連接端。本實(shí)用新型采用的元件方案和電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，連接方便，使用簡(jiǎn)單可靠，因此合適于嵌入到各種低端電氣產(chǎn)品電路的整流橋后和負(fù)載之間，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣產(chǎn)品的各種開關(guān)控制功能，并且不會(huì)占據(jù)過多空間，能夠達(dá)到合理的嵌入安裝方式，可以說有十分出色的使用效果。
【專利說明】一種嵌入式斷續(xù)電流型程控開關(guān)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)電路，尤其涉及一種嵌入式斷續(xù)電流型程控開關(guān)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，很多高端家電產(chǎn)品都趨向于自動(dòng)化和智能化控制，采用的控制電路功能強(qiáng)大，電路復(fù)雜，成本高昂。對(duì)于低端的通用性產(chǎn)品，如燈具特別是單燈的控制而言，很少考慮自動(dòng)控制的功能，只有在一些特殊應(yīng)用場(chǎng)合，如樓梯燈才具有簡(jiǎn)單的聲光控和延時(shí)開關(guān)功能，而且這些控制器通常獨(dú)立于燈具，使用不方便。低端電氣產(chǎn)品的自動(dòng)控制功能的缺失主要是由于成本和空間結(jié)構(gòu)受限的原因，解決這兩大難題，是促進(jìn)低端電氣產(chǎn)品控制自動(dòng)化的關(guān)鍵。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低的嵌入式電流斷續(xù)型開關(guān)控制電路。
[0004]本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種嵌入式電流斷續(xù)型開關(guān)控制電路，包括降壓電阻，所述降壓電阻連接單片機(jī)的Vdd腳、穩(wěn)壓二極管的負(fù)極和濾波電容，所述穩(wěn)壓二極管的正極和濾波電容與單片機(jī)的Vss腳相連，所述單片機(jī)的信號(hào)輸入腳用于接收來自傳感器的信號(hào)，其信號(hào)輸出腳連接第一電阻的第一端，所述第一電阻的第二端連接一單向可控硅的門極，并通過第二電阻連接該單向可控硅的陰極，所述單向可控硅的陽極作為負(fù)載連接端；當(dāng)所述單片機(jī)的信號(hào)輸入腳接收來自傳感器的信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)處理后，由單片機(jī)的信號(hào)輸出腳輸出電平信號(hào)，當(dāng)所述電平信號(hào)為高電平時(shí)，通過第一電阻和第二電阻分壓后獲得電壓加至所述單向可控硅的門極，單向可控硅為導(dǎo)通狀態(tài)，以使所連接的負(fù)載正常工作，當(dāng)所述電平信號(hào)為低電平時(shí)，通過第一電阻和第二電阻分壓后獲得電壓加至所述單向可控硅的門極，單向可控硅為關(guān)斷狀態(tài)，以使所連接的負(fù)載關(guān)斷。
[0006]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述嵌入式電流斷續(xù)型開關(guān)控制電路嵌入到被控電路的整流橋與負(fù)載之間。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0008](I)利用AC-DC變換電路整流橋后的脈動(dòng)直流電壓，使用簡(jiǎn)單的RCD降壓濾波和穩(wěn)壓給MCU及其外圍電路提供穩(wěn)定的直流工作電壓；
[0009](2)利用大部分AC-DC變換電路整流橋后的電流工作在斷續(xù)或臨界斷續(xù)狀態(tài)的特點(diǎn)，控制SCR在電流過零時(shí)自動(dòng)關(guān)斷，相比于用晶體三極管或MOSFET作開關(guān)而言降低了損耗，簡(jiǎn)化了控制電路、提高了電路的可靠性，大幅降低了成本。
[0010](3)采用了通用的低端單片機(jī)，相比于用常規(guī)的分立元件、數(shù)字電路或常規(guī)單片機(jī)構(gòu)成的控制電路而言簡(jiǎn)化了控制電路，減少了元件的數(shù)量，提高了電路的可靠性，降低了成本，而且可實(shí)現(xiàn)更多的功能，使設(shè)計(jì)更加靈活、實(shí)用。[0011 ] 可見，本實(shí)用新型的嵌入式電流斷續(xù)型開關(guān)控制電路，其采用的元件方案和電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，連接方便，使用簡(jiǎn)單可靠，因此合適于嵌入到各種低端電氣產(chǎn)品電路的整流橋后和負(fù)載之間，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣產(chǎn)品的各種開關(guān)控制功能，并且不會(huì)占據(jù)過多空間，能夠達(dá)到合理的嵌入安裝方式，可以說具有著十分出色的使用效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型第一種實(shí)施例的電路原理圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型第一種實(shí)施例的工作流程圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型第二種實(shí)施例的電路原理圖；
[0016]圖5為本實(shí)用新型第二種實(shí)施例的工作流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0018]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0019]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型所提供的一種嵌入式電流斷續(xù)型開關(guān)控制電路，包括降壓電阻R1，所述降壓電阻Rl連接單片機(jī)MCU的Vdd腳、穩(wěn)壓二極管VDl的負(fù)極和濾波電容Cl，所述穩(wěn)壓二極管VDl的正極和濾波電容Cl與單片機(jī)MCU的Nss腳相連，所述單片機(jī)MCU的信號(hào)輸入腳用于接收來自傳感器的信號(hào)，其信號(hào)輸出腳連接第一電阻R2的第一端，所述第一電阻R2的第二端連接一單向可控硅SCR的門極，并通過第二電阻R3連接該單向可控硅SCR的陰極，所述單向可控硅SCR的陽極作為負(fù)載連接端；當(dāng)所述單片機(jī)MCU的信號(hào)輸入腳接收來自傳感器的信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)MCU處理后，由單片機(jī)MCU的信號(hào)輸出腳輸出電平信號(hào)，當(dāng)所述電平信號(hào)為高電平時(shí)，通過第一電阻R2和第二電阻R3分壓后獲得電壓加至所述單向可控硅SCR的門極，單向可控硅SCR為導(dǎo)通狀態(tài)，以使所連接的負(fù)載正常工作，當(dāng)所述電平信號(hào)為低電平時(shí)，通過第一電阻R2和第二電阻R3分壓后獲得電壓加至所述單向可控硅SCR的門極，單向可控硅SCR為關(guān)斷狀態(tài)，以使所連接的負(fù)載關(guān)斷。
[0020]在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述嵌入式電流斷續(xù)型開關(guān)控制電路嵌入到被控電路的整流橋Brigdel與負(fù)載Load之間；如圖所示在通常是方案中,本實(shí)用新型的嵌入式斷續(xù)電流型程控開關(guān)電路是一個(gè)四端口的電路，包括輸入端正負(fù)極In+、In-，輸出端正負(fù)極Out+、Out-;所述的嵌入式斷續(xù)電流型程控開關(guān)電路的輸入端正負(fù)極In+、In-分別與整流橋的輸出端正負(fù)極相連，輸出端正負(fù)極Out+、Out-分別與負(fù)載的正負(fù)極相連，形成完整的嵌入式結(jié)構(gòu)。
[0021]常用的電子開關(guān)元件包括:繼電器、開關(guān)三極管、MOSFET和可控硅幾種。相比而言，相同工作條件下可控硅的損耗較小，成本最低；但可控硅是一種半控開關(guān)元件，即其導(dǎo)通是可控的，而關(guān)斷是“不可控”的，只有當(dāng)流過其陽極和陰極之間的電流小到一定程度，接近為零時(shí)才能關(guān)斷?？煽毓璧倪@一特性用于交流電路時(shí)比較簡(jiǎn)單，如常用的臺(tái)燈調(diào)光和風(fēng)扇調(diào)速等；但用于直流電路時(shí)，其驅(qū)動(dòng)電路就變得相對(duì)復(fù)雜，采用單片機(jī)控制電路可以簡(jiǎn)化可控硅的驅(qū)動(dòng)。繼電器也是一種常用的開關(guān)，它利用電磁鐵來帶動(dòng)機(jī)械觸點(diǎn)工作，具有電氣隔離的特點(diǎn)，但功耗較大，通常用于大功率的電器的開關(guān)控制。三極管作為電子開關(guān)時(shí)不斷地在截止與飽和狀態(tài)之間切換，中間經(jīng)過線性放大區(qū),產(chǎn)生的壓降較大,功耗也較大。MOSFET作為電子開關(guān)常用于開關(guān)電源，其工作頻率高，功耗較三極管相對(duì)小，但仍需一定的電流才能達(dá)到較理想的驅(qū)動(dòng)。
[0022]綜上所述，從成本和體積上看，繼電器不適合；另一方面，在電流斷續(xù)的情況下，三極管不斷在三種狀態(tài)中變化，損耗很大，工作也不穩(wěn)定，也不宜采用；在低頻開關(guān)狀態(tài)下，MOSFET的開關(guān)切換過程中損耗也很大。相比而言，可控硅對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度要求最低，損耗小，適合于利用低價(jià)位的低端單片機(jī)控制。
[0023]如圖2所示，為本實(shí)用新型的第一種實(shí)施例，為一種感光開關(guān)的長(zhǎng)延時(shí)LED燈泡，其具有感光開關(guān)和長(zhǎng)延時(shí)自動(dòng)循環(huán)功能，其要實(shí)現(xiàn)的功能是，當(dāng)?shù)谝淮未蜷_電源后，燈泡點(diǎn)亮，延時(shí)若干小時(shí)(程序中設(shè)置)后自動(dòng)熄滅，并進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，直到第二天晚上天色變暗時(shí)，燈泡又能自動(dòng)點(diǎn)亮，只要不斷開電源，燈泡會(huì)一直自動(dòng)循環(huán)工作；若其間斷開電源并重新打開，程序自動(dòng)復(fù)位，重復(fù)上述過程。這種燈泡的方案，不僅可以節(jié)省電能，而且不用人工干預(yù)，節(jié)省人力。在通常技術(shù)中，這種燈泡采用光敏電阻作為感光元件，隱藏內(nèi)置于燈泡的燈罩內(nèi)，無須裸露在燈體外面，也不需要另設(shè)采光窗口，外觀上與普通LED燈泡沒有任何區(qū)另O，不僅節(jié)約制作成本，而且更加美觀。這種燈泡適用于小區(qū)路燈、走廊、樓梯等公共照明，也適用于家居照明，平時(shí)可以當(dāng)一般的燈泡使用(正常的手動(dòng)開、關(guān)燈)，也可以作為夜燈使用，特別是長(zhǎng)時(shí)間出差時(shí)，使用這種自動(dòng)開關(guān)的燈泡，白天不亮，晚上點(diǎn)亮，還可以起到防盜作用。
[0024]其工作原理如圖3所示，220V交流電經(jīng)阻容降壓和整流后變?yōu)檎野胫懿妷?，一路?jīng)電阻R2、電容C2、C3、二極管Dl進(jìn)一步降壓濾波給單片機(jī)MCU和感光檢測(cè)電路供電，一路經(jīng)電阻R3給LED串供電。感光檢測(cè)電路由電阻R6和光敏電阻LDR分壓構(gòu)成，電容C4用于抗干擾，光敏電阻LDR的亮電阻比較小，白天時(shí)其上的壓降很低，單片機(jī)MCU的輸入電平為低，程序控制其輸出電平為低，單向可控硅SCRl處于斷開狀態(tài)，LED燈不亮；當(dāng)夜晚降臨，光敏電阻LDR的電阻值逐漸變大，其上壓降上升，當(dāng)達(dá)到某個(gè)閾值時(shí)，單片機(jī)MCU輸入電平為高，程序控制其輸出電平為高，單向可控硅SCRl導(dǎo)通，LED燈點(diǎn)亮。M單片機(jī)CU輸出保持高電平一段通過程序設(shè)置的時(shí)間后復(fù)位，使LED燈點(diǎn)亮一段時(shí)間后自動(dòng)熄滅，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，等待第二天夜晚的到來。如此周而復(fù)始循環(huán)工作。
[0025]如圖4所示，為本實(shí)用新型所提供的第二種實(shí)施例，其為一種感光開關(guān)的二段式LED燈泡，是在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上增加了半功率輸出的控制功能，即:當(dāng)夜晚降臨時(shí)，LED燈全亮，延時(shí)一段時(shí)間到下半夜時(shí)，LED燈變?yōu)橹涣烈话?，以達(dá)到更加節(jié)能的目的。
[0026]其工作原理可參考圖5，當(dāng)夜晚降臨，光敏電阻LDR的電阻值逐漸變大，其上壓降上升，當(dāng)達(dá)到某個(gè)閾值時(shí)，單片機(jī)MCU輸入電平為高，程序控制其輸出P60電平為高，P61電平為低，單向可控硅SCRl導(dǎo)通，而單向可控硅SCR2截止，LEDsl和LEDs2燈點(diǎn)亮。單片機(jī)MCU輸出狀態(tài)保持一段時(shí)間后，當(dāng)下半夜到來時(shí)，程序控制單片機(jī)MCU輸出P60電平為低，P61電平為高，單向可控硅SCRl截止，單向可控硅SCR2導(dǎo)通，只有LEDs2燈點(diǎn)亮，LEDsl燈熄滅，延時(shí)一段時(shí)間后，LEDs2也熄滅，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，等待第二天夜晚的到來，如此循環(huán)不止。
[0027]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種嵌入式斷續(xù)電流型程控開關(guān)電路，其特征在于:包括降壓電阻(R1)，所述降壓電阻(Rl)連接單片機(jī)(MCU)的Vdd腳、穩(wěn)壓二極管(VDl)的負(fù)極和濾波電容(Cl)，所述穩(wěn)壓二極管(VDl)的正極和濾波電容(Cl)與單片機(jī)(MCU)的Vss腳相連，所述單片機(jī)(MCU)的信號(hào)輸入腳用于接收來自傳感器的信號(hào)，其信號(hào)輸出腳連接第一電阻(R2)的第一端，所述第一電阻(R2)的第二端連接一單向可控硅(SCR)的門極，并通過第二電阻(R3)連接該單向可控硅(SCR)的陰極，所述單向可控硅(SCR)的陽極作為負(fù)載連接端；當(dāng)所述單片機(jī)(MCU)的信號(hào)輸入腳接收來自傳感器的信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)(MCU)處理后，由單片機(jī)(MCU)的信號(hào)輸出腳輸出電平信號(hào)，當(dāng)所述電平信號(hào)為高電平時(shí)，通過第一電阻(R2)和第二電阻(R3)分壓后獲得電壓加至所述單向可控硅(SCR)的門極，單向可控硅(SCR)為導(dǎo)通狀態(tài)，以使所連接的負(fù)載正常工作，當(dāng)所述電平信號(hào)為低電平時(shí)，通過第一電阻(R2)和第二電阻(R3)分壓后獲得電壓加至所述單向可控硅(SCR)的門極，單向可控硅(SCR)為關(guān)斷狀態(tài)，以使所連接的負(fù)載關(guān)斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式斷續(xù)電流型程控開關(guān)電路，其特征在于:所述嵌入式電流斷續(xù)型開關(guān)控制電路嵌入到被控電路的整流橋(Brigdel)與負(fù)載(Load)之間。
【文檔編號(hào)】H03K17/72GK203933583SQ201420340256
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】周黨培 申請(qǐng)人:五邑大學(xué)