[發明專利]單電壓開關狀態轉換電路

無效

• 申請號: 201010208416.4
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN101867309A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 葛葆璋;武潔霞;路智勇;盧兆大
• 申請（專利權）人: 上海阿卡得電子有限公司
• 主分類號: H02M7/162
• 分類號: H02M7/162
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 羅習群

技術領域

本發明涉及一種控制信號轉換電路，特別涉及一種單電壓開關狀態轉換電路。

背景技術

利用電網交流電壓供電的電氣設備或器具，最為基本的控制是利用一只電源開關直接控制電源的通或斷。

電氣設備或器具適應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備或器具只能適應在供電系統規定范圍(如±10％)內波動的某個固定的電網電壓，如中國為220V，日本為100V，歐洲為240V，美國為120V或277V等等。適應單電壓的電氣設備或器具，在規定電網電壓正常波動范圍以外的條件下使用時，不但性能難以保證，有的還會造成損壞的不良后果。

用作切換電源通斷的開關，除了使用最為普遍的手動機械式開關，還有以半導體器件(如可控硅)或電磁器件(如繼電器觸點)構成的自動控制開關，例如用于感應人體移動的光電開關。這些開關所起的作用僅是在電源開關接通時使電氣設備或器具工作，而在電源斷開時停止工作。

當要求這種開關的動作使電氣設備或器具不是在“工作”和“不工作”之間切換，而是在“正常”和“降額”兩種狀態之間切換時，就要將開關的通/斷兩種狀態進行轉換，轉換為電氣設備或器具的工作狀態控制電路能夠識別的信號，最為通用的是低壓直流數字信號0/1。一般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。

一個典型的實例是，一種由可控硅或繼電器構成的感應人體移動的光電開關，在可調定的背景光條件和可調定的感光區域范圍內出現移動物體時，開關接通照明設備，經過可調定的一段時間之后，開關斷開，關閉照明設備。現在要做的是在上述光電開關處于“斷開”狀態時，不是完全關閉照明設備，而是使之降低亮度。為此，首先要將電源開關的通/斷兩種狀態進行轉換，使成為照明設備的亮度控制電路能夠識別的、與交流電源電氣絕緣的低壓直流數字信號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。在以可控硅作開關器件的情況下，流經分壓電阻的電流往往不足以達到可控硅工作所必須的維持電流。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是要提供一種既滿足了在采用可控硅作開關元件時能有足夠的維持電流，又避免產生大的有功功率損耗的單電壓開關狀態轉換電路。

為了解決以上的技術問題，本發明提供了一種單電壓開關狀態轉換電路，單電源電壓輸入經開關S及其后面的假負載電容C1，與D1～D4構成的橋式整流器連接，整流后的電壓，經分壓電阻R1、R2分壓和電容C2濾波后，串接一穩壓管ZD1與光電耦合器U連接，光電耦合器負載R4與低電壓Vcc連接，自光電耦合器負載輸出低電平數字信號0/1。

所述分壓電阻R1、R2分壓的輸出電壓，大于穩壓管ZD1和光電耦合器U導通電壓之和。

所述分壓電阻R1、R2，或者連接在假負載電容C1的后面，此時整流輸出的濾波電容C2并接一濾波電阻R3。

設置所述假負載電容C1，因為它對電源產生極小的附加功率損耗，但卻能在以可控硅作為開關元件時提供保證可控硅能正常工作的維持電流。

當電源開關S合上時，所述假負載電容C1兩端的電壓就是電源電壓，當電源開關S由閉合轉為斷開時，根據所述假負載電容C1的容量和所述分壓電阻R1和R2的阻值，假負載電容C1兩端的電壓在限定的時間內降低到電源電壓的五分之一以下。由于電源電壓是相對固定的單一交流電壓數值，如110V，120V，220V，240V，277V等等，很容易按要求選取和確定所述假負載電容C1的容量和所述分壓電阻R1和R2的阻值。

所述假負載電容C1上的電壓經分壓電阻R1和R2分壓并經所述橋式整流器D1～D4整流，經濾波電阻R3和濾波電容C2濾波獲得整流電壓Ua。或者假負載電容C1上的電壓先經橋式整流器D1～D4整流，再由分壓電阻R1和R2分壓和濾波電容濾波C2同樣可以獲得整流電壓Ua。

在電源開關S閉合時，分壓整流或整流分壓得到的直流電壓Ua高于穩壓二極管ZD1的擊穿電壓和光電耦合器U的光發射器件的正向導通電壓之和，因而有電流流過穩壓二極管ZD1和光電耦合器U的光發射器件，光電耦合器U的光接收器件經輸出電阻R4輸出電壓Vcc，即數字低電平“0”。

在電源開關S斷開時，電壓Ua在規定時間內迅速降到低于穩壓二極管ZD1的擊穿電壓，沒有電流流過穩壓二極管ZD1和光電耦合器U的光發射器件，光電耦合器U的光接收器件經輸出電阻R4輸出電壓Vcc，即數字高電平“1”。