本實用新型涉及一種墻壁觸摸開關(guān)控制電路，特別是單火線電容式墻壁觸摸開關(guān)控制電路。

背景技術(shù)：

觸摸開關(guān)外形簡潔美觀、大方，無觸點、無火花、無磨損，使用壽命長，深受廣大用戶的喜愛。但是目前的觸摸開關(guān)在墻壁開關(guān)方面的應(yīng)用仍不廣泛，大部分仍采用機械開關(guān)，不能充分發(fā)揮科技創(chuàng)新的優(yōu)勢，究其原因是普遍存在如下一下弊端：1、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格居高不下，難以實現(xiàn)平民化，不易大范圍推廣；2、受濕度影響大，可靠性不夠高；3、易受電感式日光燈啟動或其他電磁干擾，導(dǎo)致受控電燈燈光出現(xiàn)閃動,甚至誤動作；4、現(xiàn)有的觸摸開關(guān)控制電路通常都會包括一個電源電路和觸發(fā)控制電路，電源電路為觸發(fā)控制電路提供工作電源，靜態(tài)時電源電路和觸發(fā)控制電路自身仍有損耗，致使靜態(tài)工作電流難以降低，通常均大于80μA，無法更徹底地關(guān)閉電路，導(dǎo)致小功率節(jié)能燈會出現(xiàn)頻閃現(xiàn)象，小功率LED關(guān)不徹底，難以適應(yīng)在小功率節(jié)能燈和小功率LED 電路中使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作可靠且靜態(tài)工作電流更小的的單火線電容式墻壁觸摸開關(guān)控制電路。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種單火線電容式墻壁觸摸開關(guān)控制電路，其特征在于：包括電容輸入電路、高低電平形成電路、直流可控恒壓供電電路和電子開關(guān)及觸發(fā)電路；所述電容輸入電路由觸摸片和觸發(fā)靈敏度調(diào)節(jié)電容組成，所述觸發(fā)靈敏度調(diào)節(jié)電容一端接電源負極，另一端與觸摸片連接并同時作為電容輸入電路的輸出端；所述高低電平形成電路為由單通道觸摸感應(yīng)開關(guān)芯片組成的雙穩(wěn)電路構(gòu)成，電容輸入電路的輸出端與所述高低電平形成電路輸入端連接，當(dāng)所述高低電平形成電路的輸入端電容增加時，所述高低電平形成電路的輸出端電平翻轉(zhuǎn)；所述電子開關(guān)及觸發(fā)電路包括構(gòu)成電子開關(guān)的晶閘管及晶閘管觸發(fā)電路，所述晶閘管串接在觸摸開關(guān)控制電路的交流主電路中；所述直流可控恒壓供電電路包括整流電路、防逆流二極管、儲能電容、功率開關(guān)管和直流偏置電路，功率開關(guān)管選用絕緣柵型MOS場效應(yīng)管或達林頓管，所述直流偏置電路包括第一上偏置電阻和下偏置穩(wěn)壓二極管，第一上偏置電阻跨接在功率開關(guān)管的漏極和柵極之間構(gòu)成上偏置支路，下偏置穩(wěn)壓二極管的陰極連接在功率開關(guān)管的柵極上，下偏置穩(wěn)壓二極管的陽極連接在一個參考電平上控制直流可控恒壓供電電路的輸出電壓，所述儲能電容連接在功率開關(guān)管的源極和整流電路的直流輸出側(cè)的負極上，所述功率開關(guān)管的源極的輸出電源經(jīng)過穩(wěn)壓集成電路穩(wěn)壓后輸出直流電源為電容輸入電路和高低電平形成電路提供工作電源，所述高低電平形成電路的輸出控制所述電子開關(guān)及觸發(fā)電路；所述防逆流二極管串接在功率開關(guān)管、直流偏置電路和儲能電容構(gòu)成的恒壓電路的電流輸入側(cè)。

本實用新型通過電容輸入電路與高低電平形成電路配合檢測輸入的人體電容，高低電平形成電路選用電容式專用觸摸芯片，因此電路簡單，工作可靠且成本大為降低；同時采用以絕緣柵型MOS場效應(yīng)管或達林頓管為核心的直流可控恒壓供電電路為高低電平形成電路提供工作電源，由于電容式專用觸摸芯片靜態(tài)電流極小，因此使得本單火線電容式墻壁觸摸開關(guān)控制電路的靜態(tài)工作電流降低至20μA以下，杜絕了小功率節(jié)能燈出現(xiàn)頻閃現(xiàn)像。

下面將結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的說明。

附圖說明

附圖1為本實用新型具體實施例1電路原理圖；

附圖2為本實用新型具體實施例2電路原理圖；

附圖3為本實用新型具體實施例3電路原理圖。

具體實施方式

本實用新型單火線電容式墻壁觸摸開關(guān)控制電路包括電容輸入電路、高低電平形成電路、直流可控恒壓供電電路和電子開關(guān)及觸發(fā)電路；所述電容輸入電路由觸摸片M和觸發(fā)靈敏度調(diào)節(jié)電容C6組成，所述觸發(fā)靈敏度調(diào)節(jié)電容C6一端接電源負極，另一端與觸摸片M連接并同時作為電容輸入電路的輸出端；所述高低電平形成電路為由單通道觸摸感應(yīng)開關(guān)芯片U2組成的雙穩(wěn)電路構(gòu)成，電容輸入電路的輸出端與所述高低電平形成電路輸入端連接，當(dāng)所述高低電平形成電路的輸入端電容增加時，所述高低電平形成電路的輸出端電平翻轉(zhuǎn)，即高電平轉(zhuǎn)為低電平，低電平轉(zhuǎn)為高電平；所述電子開關(guān)及觸發(fā)電路包括構(gòu)成電子開關(guān)的晶閘管VT1及晶閘管觸發(fā)電路，所述晶閘管VT1串接在本觸摸開關(guān)控制電路的交流主電路中；所述直流可控恒壓供電電路包括整流電路、防逆流二極管VD1、儲能電容C2、功率開關(guān)管V1和直流偏置電路，功率開關(guān)管V1選用絕緣柵型MOS場效應(yīng)管或達林頓管，所述直流偏置電路包括第一上偏置電阻R1和下偏置穩(wěn)壓二極管VD3，第一上偏置電阻R1跨接在功率開關(guān)管V1的漏極和柵極之間，下偏置穩(wěn)壓二極管VD3的陰極連接在功率開關(guān)管V1的柵極上，下偏置穩(wěn)壓二極管VD3的陽極連接在一個參考電平上控制直流可控恒壓供電電路的輸出電壓，所述儲能電容C2連接在功率開關(guān)管V1的源極和整流電路的直流輸出側(cè)的負極上，所述功率開關(guān)管V1的源極的輸出電源VCC1經(jīng)過穩(wěn)壓集成電路U1穩(wěn)壓后輸出直流電源VCC2為電容輸入電路和高低電平形成電路提供工作電源，所述高低電平形成電路的輸出控制所述電子開關(guān)及觸發(fā)電路。所述防逆流二極管VD1串接在功率開關(guān)管V1、直流偏置電路和儲能電容C2構(gòu)成的恒壓電路的電流輸入側(cè)，所述整流電路的交流側(cè)兩端為本單火線電容式墻壁觸摸開關(guān)控制電路的連接端，通過這兩端串接在市電的火線中，以下通過優(yōu)選的具體實施例作進一步說明：

具體實施例1：如圖1所示，單火線電容式墻壁觸摸開關(guān)控制電路包括電容輸入電路、高低電平形成電路、直流可控恒壓供電電路和電子開關(guān)及觸發(fā)電路；電容輸入電路由觸摸片M和觸發(fā)靈敏度調(diào)節(jié)電容C6組成，所述觸發(fā)靈敏度調(diào)節(jié)電容C6一端接電源VCC1負極，另一端與觸摸片M連接并同時作為電容輸入電路的輸出端，觸摸片M由導(dǎo)電金屬片制成，通過設(shè)置合適的靈敏度調(diào)節(jié)電容C6，可以得到合適的觸摸靈敏度，防止誤觸發(fā)，靈敏度調(diào)節(jié)電容C6通常選擇30-47pF為宜。所述高低電平形成電路為由專用的單通道觸摸感應(yīng)開關(guān)芯片U2組成的雙穩(wěn)電路構(gòu)成，單通道觸摸感應(yīng)開關(guān)芯片U2選用電容式專用觸摸芯片如RH6030、TTP223等集成芯片，電容輸入電路的輸出端與所述高低電平形成電路輸入端連接，當(dāng)所述高低電平形成電路的輸入端電容增加時，所述高低電平形成電路的輸出端電平翻轉(zhuǎn)，即電路每觸摸一次觸摸片M，單通道觸摸感應(yīng)開關(guān)芯片U2的輸出端電平高低翻轉(zhuǎn)一次。

所述直流可控恒壓供電電路包括整流電路、防逆流二極管VD1、儲能電容C2、功率開關(guān)管V1和直流偏置電路，所述整流電路為橋式整流電路UR，所述橋式整流電路UR的交流輸入側(cè)作為接線端用于串接在市電火線中，功率開關(guān)管V1選用絕緣柵型MOS場效應(yīng)管或達林頓管，達林頓管在靜態(tài)時通過設(shè)置合適的偏置電路能夠滿足靜態(tài)電流的要求,但是要滿足在導(dǎo)通時低壓工作狀態(tài)，基極電流必須增加，導(dǎo)致待機電流的增加，且達林頓管溫度特性遠不及絕緣柵型MOS場效應(yīng)管，因此，本具體實施例中優(yōu)選采用絕緣柵型MOS場效應(yīng)管。所述直流偏置電路包括第一上偏置電阻R1和下偏置穩(wěn)壓二極管VD3，第一上偏置電阻R1跨接在功率開關(guān)管V1的漏極和柵極之間構(gòu)成上偏置支路，還可以在所述構(gòu)成上偏置支路中串入發(fā)光二極管VD2構(gòu)成夜間指示燈以指示開關(guān)位置，下偏置穩(wěn)壓二極管VD3的陰極連接在功率開關(guān)管V1的柵極上，下偏置穩(wěn)壓二極管VD3的陽極連接在一個參考電平上控制直流可控恒壓供電電路的輸出電壓，本具體實施例中，所述下偏置穩(wěn)壓二極管VD3的陽極連接在所述高低電平形成電路的輸出上，所述儲能電容C2連接在功率開關(guān)管V1的源極和整流電路的直流輸出側(cè)的負極上，所述功率開關(guān)管V1的源極的輸出電源VCC1經(jīng)過穩(wěn)壓集成電路U1穩(wěn)壓后輸出直流電源VCC2為電容輸入電路和高低電平形成電路提供工作電源，其中的穩(wěn)壓集成電路U1選用低壓差穩(wěn)壓集成芯片，如HT7150三端穩(wěn)壓集成，所述高低電平形成電路的輸出控制所述電子開關(guān)及觸發(fā)電路。

所述電子開關(guān)及觸發(fā)電路包括構(gòu)成電子開關(guān)的晶閘管VT1和晶閘管觸發(fā)電路；所述晶閘管VT1為單向晶閘管，也可以選用雙向晶閘管代替。所述晶閘管跨接在所述橋式整流電路UR的直流輸出側(cè)的正負兩端上，作為本觸摸開關(guān)控制電路的交流主電路的部分，所述晶閘管觸發(fā)電路由限流電阻R2和觸發(fā)閾值穩(wěn)壓二極管VD4串聯(lián)而成，所述限流電阻R2和觸發(fā)閾值穩(wěn)壓二極管VD4的串聯(lián)支路連接在功率開關(guān)管V1的源極和晶閘管VT1的門極之間，觸發(fā)閾值穩(wěn)壓二極管VD4的陽極與晶閘管VT1的門極連接。

所述晶閘管VT1的門極觸發(fā)電壓為Vg，下偏置穩(wěn)壓二極管VD3的穩(wěn)壓值為V3，觸發(fā)閾值穩(wěn)壓二極管VD4的穩(wěn)壓值為V4，所述功率開關(guān)管V1柵極和源極之間的開啟電壓為Von，高低電平形成電路輸出的高電平為Vh，輸出的低電平為VL，其中這幾個電壓值應(yīng)當(dāng)滿足Vh+ V3-Von > V4+Vg，VL+ V3-Von < V4+Vg。

為了提高抗干擾的能力，優(yōu)選在橋式整流電路UR的直流輸出側(cè)的正負兩端上并聯(lián)有抗干擾電容C1；所述防逆流二極管VD1串接在功率開關(guān)管V1、直流偏置電路和儲能電容C2構(gòu)成的恒壓電路的電流輸入側(cè)。

為了防止單火線電容式墻壁觸摸開關(guān)控制電路受干擾出現(xiàn)誤動作，所述晶閘管VT1的門極與整流電路的直流輸出側(cè)的負極之間優(yōu)選還并聯(lián)有延時電容C3和延時電阻R3構(gòu)成的抗干擾電路，可以防止晶閘管VT1被干擾信號誤觸發(fā)而出現(xiàn)誤動作。

本電路的工作原理如下：本電路開機上電后自動清零狀態(tài)，高低電平形成電路初始輸出為低電平，市電經(jīng)過橋式整流電路UR整流后，電流經(jīng)過功率開關(guān)管V1對儲能電容C2進行充電，由于此時高低電平形成電路輸出為低電平，當(dāng)儲能電容C2電壓充電至VL+ V3-Von即自動停止充電，由于VL+ V3-Von < V4+Vg，因此，此時晶閘管VT1未能被觸發(fā)而導(dǎo)通，單火線電容式墻壁觸摸開關(guān)控制電路處于斷開的狀態(tài)，負載不得電；當(dāng)使用者觸碰觸摸片M表面的玻璃，使得輸入電容增加，高低電平形成電路輸出端電平翻轉(zhuǎn)成高電平Vh，由于Vh+ V3-Von > V4+Vg，因此，此時晶閘管VT1能被觸發(fā)而導(dǎo)通，單火線電容式墻壁觸摸開關(guān)控制電路處于導(dǎo)通的狀態(tài)，負載得電。

本電路中選用了低壓差穩(wěn)壓集成芯片，如HT7150以及專用的單通道觸摸感應(yīng)開關(guān)芯片U2，如RH6030、TTP223等集成芯片，其靜態(tài)工作電流不足10μA，同時采用以絕緣柵型MOS場效應(yīng)管為核心的直流可控恒壓供電電路為高低電平形成電路提供工作電源，由于絕緣柵型MOS場效應(yīng)管是以電壓控制，因此其偏置電流可以是非常微小，所以本電路的靜態(tài)工作電流降低至20μA以下，同時能適應(yīng)大范圍的市電電壓波動，工作電壓范圍寬。

不過上述電路也存在著些許缺陷，比如在電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時，如果市電出現(xiàn)短時間斷電的情況，由于單通道觸摸感應(yīng)開關(guān)芯片U2輸出端內(nèi)阻非常大，儲能電容C2中的電荷短時難以釋放，在這段時間內(nèi)人已外出，而市電又恢復(fù)供電，導(dǎo)致電路還處于導(dǎo)通狀態(tài)，造成浪費，甚至引發(fā)事故造成財產(chǎn)損失。為了克服上述缺陷，本電路中優(yōu)選還設(shè)有導(dǎo)通放電電阻R4，所述導(dǎo)通放電電阻R4連接在高低電平形成電路輸出端和整流電路的直流輸出側(cè)的負極之間。在設(shè)置了上述導(dǎo)通放電電阻R4后，當(dāng)出現(xiàn)短時間斷電的情況時，儲能電容C2中的電荷通過放電電阻R4短時得以釋放，來電后自動清零狀態(tài)，高低電平形成電路輸出為低電平，單火線電容式墻壁觸摸開關(guān)控制電路恢復(fù)斷開的狀態(tài)。

具體實施例2：雖然具體實施例1中的電路經(jīng)過實測，其靜態(tài)工作電流可以達到18-20μA，但是仍有部分電流未能作為電容輸入電路、高低電平形成電路的工作電源，造成不必要的靜態(tài)工作電流損耗，為了進一步降低靜態(tài)工作電流，如圖2所示，本具體實施例中，在具體實施例1的基礎(chǔ)上，所述功率開關(guān)管V1的下偏置還包括偏置三極管BG1、第二上偏置電阻R5和下偏置電阻R6，所述偏置三極管BG1為NPN型，偏置三極管BG1的集電極和發(fā)射極分別與下偏置穩(wěn)壓二極管VD3的陽極和穩(wěn)壓集成電路U1輸出直流電源VCC2連接，所述第二上偏置電阻R5和下偏置電阻R6串聯(lián)后連接在所述功率開關(guān)管V1的源極的輸出電源VCC1和高低電平形成電路的輸出端上，偏置三極管BG1的基極連接在第二上偏置電阻R5和下偏置電阻R6的連接中點上。與具體實施例1相比，本電路中直流可控恒壓供電電路中的偏置電流也同時為高低電平形成電路提供靜態(tài)工作電流，因此進一步降低了本電路的總靜態(tài)工作電流，靜態(tài)工作電流可降低至12-15μA。

為了防止在電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時，市電出現(xiàn)短時間斷電，人員離開后，電路仍處于導(dǎo)通狀態(tài)的情況，本具體實施例還可設(shè)有導(dǎo)通放電電阻R4，所述導(dǎo)通放電電阻R4連接在高低電平形成電路輸出端和直流電源VCC2之間。通過設(shè)置放電電阻R4后，當(dāng)出現(xiàn)短時間斷電的情況時，儲能電容C2中的電荷通過放電電阻R4短時得以釋放，來電后自動清零狀態(tài)，高低電平形成電路輸出為低電平，單火線電容式墻壁觸摸開關(guān)控制電路恢復(fù)斷開的狀態(tài)。

具體實施例3：在本具體實施例中，本實用新型提供了一種雙路中功率電子觸摸開關(guān)控制電路，如圖3所示，本雙路中功率電子觸摸開關(guān)控制電路設(shè)有一路直流可控恒壓供電電路、兩路電容輸入電路、兩路高低電平形成電路和兩路電子開關(guān)及觸發(fā)電路組成雙路觸摸開關(guān)控制電路，所述兩路電容輸入電路、兩路高低電平形成電路和兩路電子開關(guān)及觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)分別各自相同。

所述兩路高低電平形成電路為由雙單通道觸摸感應(yīng)開關(guān)芯片U3（如CH94B\BS812\BS814等集成芯片）組成的兩路雙穩(wěn)電路構(gòu)成。兩路電容輸入電路以其中的一路為例，所述電容輸入電路同樣由觸摸片M和觸發(fā)靈敏度調(diào)節(jié)電容C6組成，所述觸發(fā)靈敏度調(diào)節(jié)電容C6一端接電源VCC負極，另一端與觸摸片M連接并同時作為電容輸入電路的輸出端，觸摸片M由導(dǎo)電金屬片制成，通過設(shè)置合適的靈敏度調(diào)節(jié)電容C6，可以得到合適的觸摸靈敏度，防止誤觸發(fā)，電容輸入電路的輸出端與所述雙單通道觸摸感應(yīng)開關(guān)芯片U3中的一路輸入端連接。

所述直流可控恒壓供電電路包括整流電路、防逆流二極管VD1、儲能電容C2、功率開關(guān)管V1和直流偏置電路。所述整流電路為由整流二極管VD1組成的半波整流電路，所述半波整流電路的交流輸入側(cè)作為接線端用于串接在市電火線中，所述整流二極管VD1同時作為防逆流二極管VD1。功率開關(guān)管V1選用絕緣柵型MOS場效應(yīng)管或達林頓管，優(yōu)選采用絕緣柵型MOS場效應(yīng)管，所述直流偏置電路包括第一上偏置電阻R1和下偏置穩(wěn)壓二極管VD3，第一上偏置電阻R1跨接在功率開關(guān)管V1的漏極和柵極之間，下偏置穩(wěn)壓二極管VD3的陰極連接在功率開關(guān)管V1的柵極上，下偏置穩(wěn)壓二極管VD3的陽極連接在所述半波整流電路的直流輸出側(cè)的負極上，所述儲能電容C2連接在功率開關(guān)管V1的源極和半波整流電路的直流輸出側(cè)的負極上，所述功率開關(guān)管V1的源極的輸出電源VCC1經(jīng)過穩(wěn)壓集成電路U1穩(wěn)壓后輸出直流電源VCC2為電容輸入電路和高低電平形成電路提供工作電源。

兩路電子開關(guān)及觸發(fā)電路以其中為例，電子開關(guān)及觸發(fā)電路包括電子開關(guān)的晶閘管VT1和晶閘管觸發(fā)電路，所述晶閘管為雙向晶閘管，所述晶閘管跨接在所述半波整流電路的直流輸出側(cè)的正負兩端上，所述晶閘管觸發(fā)電路由光電耦合器和觸發(fā)閾值穩(wěn)壓二極管VD4串聯(lián)而成，所述光電耦合器的輸出側(cè)和觸發(fā)閾值穩(wěn)壓二極管VD4的串聯(lián)支路連接在交流電源輸入端和晶閘管VT1的門極之間，所述高低電平形成電路的輸出端經(jīng)過限流電阻R7與光電耦合器的輸入側(cè)串聯(lián)連接到所述半波整流電路的直流輸出側(cè)的負極上。

為了能夠給儲能電容C2及時補充電能，為所述電容輸入電路和高低電平形成電路提供工作電源，所述觸發(fā)閾值穩(wěn)壓二極管VD4陰極與功率開關(guān)管V1的源極之間連接有充電二極管VD6。

本電路的工作原理如下：以其中一路為例，本電路開機上電后自動清零狀態(tài)，高低電平形成電路輸出為低電平，市電經(jīng)過整流二極管VD1組成半波整流電路整流后為功率開關(guān)管V1及其偏置電路提供電源，電流經(jīng)過功率開關(guān)管V1對儲能電容C2進行充電，由于此時高低電平形成電路輸出為低電平，光電耦合器DP1中無電流，晶閘管VT1的門極上沒有觸發(fā)電壓，晶閘管VT1斷開，負載上無電源；當(dāng)使用者觸碰觸摸片M表面的玻璃，使得輸入電容增加，高低電平形成電路輸出端電平翻轉(zhuǎn)成高電平Vh，光電耦合器DP1中流過電流，晶閘管VT1的門極上加上了觸發(fā)電壓，晶閘管VT1導(dǎo)通，負載上得電。

當(dāng)將本電路中觸摸感應(yīng)開關(guān)芯片U3選用雙路以上的多路觸摸感應(yīng)開關(guān)芯片，并配上相應(yīng)數(shù)量的電容輸入電路和電子開關(guān)及觸發(fā)電路，即可組成更多路的中功率電子觸摸開關(guān)控制電路。