[發明專利]交流薄膜電子開關

無效

• 申請號: 200910264825.3
• 申請日: 2009-12-24
• 公開（公告）號: CN101777903A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 束強茂
• 申請（專利權）人: 鹽城市現代通信技術研究所
• 主分類號: H03K17/96
• 分類號: H03K17/96
• 代理公司: 蘇州市新蘇專利事務所有限公司 32221
• 代理人: 楊曉東

1.一種交流薄膜電子開關，包括薄膜開關、基座、內部控制電路，其特征在于：所述內部控制電路包括全固態開關電路，該電路由雙向晶閘管、晶體二極管和電阻組成，交流電源由從一端(L1)輸入，另一端(L2)輸出；雙穩態控制電路，該電路由CMOS反相器、晶體三極管、電容器、電阻以及薄膜開關輸入連接點(KA、KB)組成；關態電源供給電路，該電路由分壓電阻、穩壓二極管及電容器組成，在雙向晶閘管截止期間，給雙穩態控制電路供電，當雙穩態控制電路得到來自于薄膜開關輸入連接點(KA、KB)的觸發信號時，形成向雙向晶閘管(G)極提供觸發電壓的通路；來自于電源相線(L1)的交流電能經連接點(V1)端輸入，經二極管整流后，在連接點(V3)端與二極管(D3)、(D4)、(D5)相連接的端點(GND)處產生直流電壓，該電壓既是雙穩態控制電路的電壓源，又是雙向晶閘管的導通觸發電壓產生點；其路由是：由二極管(D1)、(D2)與電阻(R2)相連接的(V3)點上，經由電阻(R2)，通過(R2)的分壓，在二極管(D5)之連接點(A)上，由于電容器(C1)與穩壓二極管并連，其所儲電能受穩壓二極管限制，從而形成關態電源；開態電源維持電路，該電路由單向晶閘管、晶體三極管及光電耦合器組成，在固態開關電路導通時，通過光電耦合器的切合給雙穩態控制電路提供足以維持雙向晶閘管控制G極及時加上能使其導通的電量，在固態開關截止時，該電路自動斷開；該開態電路與關態電路在電源輸出上，均結合于連接點(A)，二極管(D5)、電容器(C1)及雙穩態電路都是它們的負載；開態電源的控制由CMOS反相器(IC2)擔當，當雙穩態電路動作時，CMOS反相器(IC1)6腳上的電位將在高低電位之間變換，由于晶體三極管(Q1)的介入，CMOS反相器(IC2)的2點上，于開態時低電位，關態時高電位，從而造成在需要開時，單向晶閘管(SCR2)短路電阻(R2)，需要關時，單向晶閘管(SCR-2)截止，晶體三極管(Q2)(Q3)僅作為單向晶閘管(SCR-2)觸發控制時設置的；當全固態開關需要導通時，來自于連接點(V3)的觸發電壓，經由單向晶閘管(SCR-2)到電阻(R3)，經CMOS反相器(IC2)及端點(GND)點形成回路，電容(C1)內仍然有電量，它將繼續維持雙穩態電路所需要的工作電量，完成開態維持。

2.根據權利要求1所述的交流薄膜電子開關，其特征在于：所述雙穩態控制電路所需要的工作電源由關態電源供給電路和開態電源維持電路供給，所述固態開關電路包括雙向晶閘管(SCR1)，晶體二極管(D1)、(D2)、(D3)、(D4)和電阻(R1)，所述雙穩態控制電路包括CMOS反相器(IC1)，晶體三極管(Q1)，電容器(C2)、(C3)，電阻(R4)、(R5)、(R6)和由薄膜開關輸入連接點(KA)、(KB)；

所述關態電源供給電路，當一端(L1)接入交流電源相線和另一端(L2)接上受控負載時，由晶體二極管(D1)、(D2)、(D3)、(D4)組成全波整流橋，向晶體二極管(D1)與(D3)的連接點以及晶體二極管(D2)與(D4)的連接點輸電，形成一對應于GND點的脈動直流，晶體二極管(D1)與(D2)的連接點為正電壓，GND為負電壓，通過晶體二極管(D3)、(D4)、(D5)和電容器(C1)在雙穩態電路電源輸入端形成固態開關關態電壓；

所述開態電源維持電路，當固態開關需要導通時，由于雙向晶閘管(SCR1)兩端的導通，致使晶體二極管(D1)、(D2)、(D3)、(D4)所組成的整流橋得到的交流電壓大幅降低，其輸出的電壓不足以維持雙穩態電路正常工作，由于電阻(R2)的存在，電容器(C1)所能得到的電荷就會急劇減少，此時，單向晶閘管(SCR2)將在光電耦合器(IC2)作用下，短路電阻(R2)，致其維持電量改由單向晶閘管(SCR2)一端直接供電，由于單向晶閘管(SCR2)的G極受控于晶體三極管(Q2)、(Q3)，晶體三極管(Q2)的B極又受控于光電耦合器(IC2)的輸出端，該回路組成開態電源維持電路。

3.根據權利要求1所述的交流薄膜電子開關，其特征在于：所述雙向晶閘管(SCR1)導通以后的晶閘管電壓降所形成的低壓脈動直流作為電容器(C1)存儲電荷的跌落補充，使得電阻(R3)輸送至CMOS反相器(IC1)電源輸入端的一端始終存在著一個足以保證雙穩態電路與操作指令得以維持正常工作的電壓。

4.根據權利要求1所述的交流薄膜電子開關，其特征在于：所述內部控制電路具有過電流保護電路，超出額定電流時固態開關元件自動斷開。