《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一種用于二線制電子開關(guān)的供電電路
摘要: 本文提供了一種用于二線制電子開關(guān)的供電電路,,在開關(guān)關(guān)閉時(shí)給控制電路提供很小的電流,用以維持待機(jī)工作,,開關(guān)開啟的瞬間,,先由控制單元控制關(guān)態(tài)供電單元,提供較大的工作電流給控制單元和驅(qū)動元件,,使開關(guān)開啟,,然后轉(zhuǎn)入開態(tài)供電狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí),,控制單元控制關(guān)態(tài)供電單元提前進(jìn)入大電流工作狀態(tài),,迅速補(bǔ)充開關(guān)關(guān)閉瞬間控制單元和驅(qū)動元件消耗的功率,使電源濾波電容兩端的電壓維持在額定值,。有效地解決了負(fù)載燈具閃爍的問題,。
Abstract:
Key words :

目前,二線制(無零線輸入)電子墻壁開關(guān)除供電電路之外的其它電路(如控制電路,、驅(qū)動元件等)的供電,大多采用在開關(guān)關(guān)閉時(shí)由關(guān)態(tài)供電電路在電力線路的電壓回路中取電的方法(即關(guān)態(tài)供電方法,,其電路稱為關(guān)態(tài)供電電路),以及在開關(guān)開啟時(shí),,由開態(tài)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(tài)供電方法,,其電路稱為開態(tài)供電電路)。關(guān)態(tài)供電方法一般采用阻容降壓整流濾波或變壓器降壓整流濾波,,當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí),,由于開關(guān)的控制電路需要維持正常待機(jī)工作,會消耗較小的功率,,而在開關(guān)開啟的瞬間,,開關(guān)消耗較大的功率,用繼電器作為開關(guān)的驅(qū)動元件更是如此,。即使控制電路及微控制器在開關(guān)關(guān)閉時(shí)的待機(jī)功耗很低,,為了保證開關(guān)的正常開啟,需要較大的關(guān)態(tài)供電電流,,大于等于開關(guān)的最大工作電流,,否則,開關(guān)開啟的瞬間電壓迅速下降,,使得控制電路不能繼續(xù)正常工作,。因此,在開關(guān)關(guān)閉時(shí)仍有較大的待機(jī)電流流過開關(guān),,當(dāng)負(fù)載為節(jié)能燈或日光燈時(shí),,燈具會發(fā)生閃爍現(xiàn)象。為了不使燈具閃爍,,有的采用在負(fù)載兩端并聯(lián)阻容元件作為負(fù)載連接器的方法,,這就增加了安裝難度,使電子開關(guān)難以推廣,。

基于以上問題,,本文提供了一種用于二線制電子開關(guān)的供電電路,在開關(guān)關(guān)閉時(shí)給控制電路提供很小的電流,,用以維持待機(jī)工作,,開關(guān)開啟的瞬間,先由控制單元控制關(guān)態(tài)供電單元,,提供較大的工作電流給控制單元和驅(qū)動元件,,使開關(guān)開啟,然后轉(zhuǎn)入開態(tài)供電狀態(tài),。當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí),,控制單元控制關(guān)態(tài)供電單元提前進(jìn)入大電流工作狀態(tài),迅速補(bǔ)充開關(guān)關(guān)閉瞬間控制單元和驅(qū)動元件消耗的功率,,使電源濾波電容兩端的電壓維持在額定值,。有效地解決了負(fù)載燈具閃爍的問題。

供電電路如圖1所示,,包括開態(tài)供電單元,、關(guān)態(tài)供電單元及穩(wěn)壓濾波單元,其特征在于,,關(guān)態(tài)供電單元還包括瞬態(tài)電流控制電路,,開關(guān)開啟的瞬間,先由控制單元的控制端口發(fā)出控制信號給與其相連的瞬態(tài)電流控制電路,,瞬態(tài)電流控制電路通過穩(wěn)壓濾波單元提供較大的工作電流給控制單元和驅(qū)動元件,,再由控制單元控制驅(qū)動元件,使開關(guān)開啟,,轉(zhuǎn)入開態(tài)供電狀態(tài),。當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí),控制單元控制關(guān)態(tài)供電單元提前進(jìn)入大電流工作狀態(tài),,迅速補(bǔ)充開關(guān)關(guān)閉瞬間控制單元和驅(qū)動元件消耗的功率,,使電源濾波電容兩端的電壓維持在額定值,然后,,瞬態(tài)電流控制電路維持很低的電流,,供控制單元進(jìn)入休眠待機(jī)狀態(tài)時(shí)使用。
 

圖1 二線制電子開關(guān)供電電路原理圖


該供電電路與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):只要控制單元保證有足夠低的靜態(tài)功耗,,就可以通過瞬態(tài)電流控制電路,,既能把開關(guān)的靜態(tài)電流控制在最低限度,以維持開關(guān)系統(tǒng)進(jìn)入休眠待機(jī)狀態(tài),,又能在開關(guān)開啟瞬間提供充足的工作電流給控制單元和驅(qū)動元件,,使開關(guān)準(zhǔn)確開啟,,解決了負(fù)載燈具閃爍的問題。而且,,不用安裝負(fù)載阻容元件,,可直接替換普通開關(guān),適合各種燈具使用,,使二線制電子開關(guān)的推廣應(yīng)用成為可能,。

工作原理及實(shí)現(xiàn)方式

圖1中,AC/DC轉(zhuǎn)換電路可采用常用的阻容降壓,、整流方式進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換,,可用全波整流,也可用半波整流,。AC/DC轉(zhuǎn)換電路的輸出端接瞬態(tài)電流控制電路的輸入端IN,。瞬態(tài)電流控制電路的輸出端(關(guān)態(tài)供電單元的輸出端)OUT和開態(tài)供電單元的輸出端均與穩(wěn)壓濾波單元的VCC連接。經(jīng)穩(wěn)壓濾波單元輸出的穩(wěn)定直流電壓VCC加在與其連接的電流控制輸入端口,??刂茊卧碾娏骺刂戚敵龆丝谂c瞬態(tài)電流控制電路的電流控制輸入端口Ctrl連接。

瞬態(tài)電流控制電路包括R1~R4,、場效應(yīng)管Q1和Q2,、電容C1、二極管D1,;二極管D1的正極作為瞬態(tài)電流控制電路的輸入端IN,,負(fù)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(tài)電流控制電路的輸出端口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,并作為瞬態(tài)電流控制電路的電流控制輸入端口Ctrl,;Q2的源極與C1的另一端連接,,形成公共地,并與開關(guān)各單元的直流公共地連接,。

當(dāng)開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí),,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,處于充分導(dǎo)通狀態(tài),,有大電流流過Q1的源極,,經(jīng)分壓限流電阻R3送到穩(wěn)壓濾波單元,穩(wěn)壓濾波單元中的電容同時(shí)起到了存儲電能的作用,,經(jīng)穩(wěn)壓濾波使系統(tǒng)獲得工作電壓VCC,。在瞬態(tài)電流控制電路的OUT端口,電壓升高的同時(shí),,Q2的柵極經(jīng)R4獲得電壓而導(dǎo)通,Q1的柵極電壓隨之降低,,當(dāng)OUT端口電壓升高到VCC后,,Q1的柵極獲得較低的電壓而處于低導(dǎo)通狀態(tài),只要控制單元的靜態(tài)功耗足夠低,,Q1處于低導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),,系統(tǒng)仍能夠?qū)⒐ぷ麟妷悍€(wěn)定在額定值。

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