專利名稱：串接型電子開(kāi)關(guān)電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子開(kāi)關(guān)電源裝置，特別是一種與用電器(或負(fù)載)相串聯(lián)使用的串接型電子開(kāi)關(guān)電源裝置。
現(xiàn)有的電源裝置，其一作為一個(gè)電器負(fù)載直接并接入電源中，其二是與電器負(fù)載相串聯(lián)接法的電源裝置；在現(xiàn)實(shí)生活中，往往需要能與電器串接的電源裝置，即在不影響電器使用的前提下，通過(guò)與使用電器相串聯(lián)接線方法，取得所需的電源的電源裝置。如我們對(duì)日常家用電源開(kāi)關(guān)盒中使用電子控制電路，就需要此種接法的電源；而現(xiàn)有能與電器串聯(lián)取出電源的裝置中，使用的是通過(guò)串入橋式整流電路后在其直流輸出端接一穩(wěn)壓管，在穩(wěn)壓管兩端并一電容接出直流電源；但此方法存在插入損耗大，效率低，可靠性差的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種插入損耗小、效率高、可靠性好的串接型電子開(kāi)關(guān)電源裝置。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括電子開(kāi)關(guān)電路和整流電路，該裝置直接與用電器相串聯(lián)使用，其特征是所述電子開(kāi)關(guān)電路由作開(kāi)關(guān)用的電子開(kāi)關(guān)器件及相應(yīng)的觸發(fā)電路組成，電子開(kāi)關(guān)電路的輸出信號(hào)經(jīng)整流后實(shí)現(xiàn)直流電源輸出；整流電路也可以接在電子開(kāi)關(guān)電路的前面。
本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是1、對(duì)原使用電器影響小，電路簡(jiǎn)單，輸出電流在小于電器負(fù)載的電流范圍內(nèi)均可正常使用；必要時(shí)可增加電流變換電路以加大輸出電流；2、電源工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，效率高，插入的損耗?。?、電路的構(gòu)成簡(jiǎn)單、多樣，取材容易，成本低，可靠性高；4、串聯(lián)電源的工作電壓范圍非常寬，如僅考慮串聯(lián)電源，則在大于串聯(lián)電源的輸出電壓以及通過(guò)電器負(fù)載最大電流小于串接電源功率器件的最大工作電流范圍內(nèi)均可正常工作。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的電路原理圖；圖3是本發(fā)明的實(shí)施例2的電路原理圖；圖4是本發(fā)明的實(shí)施例3的電路原理圖。
實(shí)施例1用雙向可控硅作為電子開(kāi)關(guān)器件，再經(jīng)過(guò)整流后獲取直流電源。參見(jiàn)圖2中的RL為用電器，BG1為雙向可控硅，DW1、DW2為穩(wěn)壓二極管(也可用擊穿電壓符合要求的雙向二極管代替)；D1、D2、D3、D4是二極管(也可用整流全橋代替)，作用是作為整流電路；C是儲(chǔ)能濾波電容；觸發(fā)電路可用其它類型的二極管或電阻或電容或它們相組合的電路；下面我們對(duì)其電路原理進(jìn)行分析當(dāng)從L、N兩端接上交流電壓后，我們將交流電的每個(gè)周期的波形分為兩個(gè)部分來(lái)分析，首先分析上半周當(dāng)在上半周開(kāi)始時(shí)設(shè)L為正N為負(fù)，電壓從0V逐漸上升，當(dāng)BG1的T1與G間的電壓低于由DW1和DW2對(duì)接組成的穩(wěn)壓電路的擊穿電壓時(shí)，那么門(mén)電極流入電流小于門(mén)極可觸發(fā)電流，BG1不被觸發(fā)而處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)BG1的T1與G間的電壓達(dá)到由DW1和DW2對(duì)接電路的擊穿電壓時(shí)，一但達(dá)到門(mén)極可觸發(fā)電流時(shí)，BG1被觸發(fā)導(dǎo)通，此時(shí)T1與T2的電壓將從將要觸發(fā)擊穿時(shí)的電壓下降為通態(tài)電壓，一直到該上半周通過(guò)可控硅的電流小于維持電流時(shí)，雙向可控硅即自行關(guān)斷，在電壓開(kāi)始從0V上升的過(guò)程中，當(dāng)T1、T2間的電壓超過(guò)D2、D3的門(mén)限電壓之和加上原電容C兩端電壓時(shí)，電源對(duì)電容C充電(此時(shí)電流的流向是L→RL→D2→C→D3→N)；下半周即N正L為負(fù)時(shí)，BG1的工作情形與上半周類似，當(dāng)T2與T1間的電壓大于D4和D1的門(mén)限電壓之和加上原電容C兩端的電壓時(shí)，電源電流的下半周對(duì)電容C充電，其電流的流向是N→D4→C→D1→RL→L。本實(shí)施例中BG1的主電極兩端為交流電能輸出端接口，整流電路的直流端為直流輸出接口。
實(shí)施例2用單向可控硅作為電子開(kāi)關(guān)器件，先經(jīng)過(guò)整流電路整流后再通過(guò)電子開(kāi)關(guān)電路獲取直流電源，參見(jiàn)圖3，D1、D2、D3、D4是由四只二極管組成的整流電路(也可直接用整流全橋代替)，BG1為單向可控硅；DW是穩(wěn)壓二極管(其擊穿電壓可根據(jù)需要具體選擇，一般是等于或稍大于輸出電源的電壓值)，接在單向可控硅的門(mén)極與陽(yáng)極上，構(gòu)成觸發(fā)電路(也可用電阻或其它二極管或它們相結(jié)合組成的電路)，上述元件組成電子開(kāi)關(guān)；D5是二極管，起防止電容反放電作用；C是蓄能濾波電容，容量主要要根據(jù)所需的串接電源輸出電能而定，一般選擇在幾百至幾千微法之間，電容兩端為串聯(lián)電源的輸出端。工作原理當(dāng)電源兩端接上交流電源時(shí)，如果我們將電路中的DW、D5從電路中斷開(kāi)，BG1選擇耐壓足夠的可控硅，那么，BG1的陽(yáng)極和陰極兩端就會(huì)出現(xiàn)頻率為雙倍電源頻率的脈動(dòng)直流電波，這種情形與普通的電源橋式整流相同，電壓在0伏到電源的峰值電壓之間循環(huán)波動(dòng)；當(dāng)此時(shí)我們接上DW時(shí)，由于DW的存在，當(dāng)電壓開(kāi)始從零伏向上變化時(shí)，BG1中的A和K間的電壓也隨著向上波動(dòng)，G、K之間可相當(dāng)于一個(gè)PN結(jié)，當(dāng)A、G間的電壓達(dá)到穩(wěn)壓二極管擊穿電壓時(shí)，可控硅的門(mén)極電流很快會(huì)達(dá)到使其導(dǎo)通的門(mén)極觸發(fā)電流；此時(shí)，可控硅被觸發(fā)導(dǎo)通，A、K間的電壓會(huì)從將要導(dǎo)通時(shí)的電壓下降為可控硅的通態(tài)電壓(約0.4至1.7伏，因不同可控硅而異)，此時(shí)可控硅的導(dǎo)通要一直維持到通過(guò)BG1的電流小于它的維持電流時(shí)才關(guān)斷，所以，此時(shí)接上DW時(shí)的AK間的電壓變化是從0伏到可控硅導(dǎo)通時(shí)的電壓到通態(tài)電壓到0伏循環(huán)變化。如果我們?cè)诖嘶A(chǔ)上接上D5后，當(dāng)A、K間的電壓從0V上升到大于D5的門(mén)限電壓(約0.6-0.7V)加上原儲(chǔ)能濾波電容兩端的電壓時(shí)，電源電流將通過(guò)D5給電容C充電，此過(guò)程一直到可控硅BG1導(dǎo)通為止；如果在電容兩端接上直流負(fù)載，那么將有電流流向負(fù)載。我們可在濾波電容后直流負(fù)載之前接上穩(wěn)壓電路，以得到符合用電設(shè)備要求的各種性能的電源。本實(shí)施例中的整流電路的輸入端為交流電能輸出端接口，本裝置的輸出端為直流輸出接口。
上述的電子開(kāi)關(guān)是使用可控硅，如果我們采用其它晶體管(如三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等)并使用適當(dāng)?shù)碾娮与娐?，可以組成直流電源性能更好的串接電源裝置。
實(shí)施例3參見(jiàn)圖4，使用晶體三極管作為電子開(kāi)關(guān)器件，由555時(shí)基集成電路觸發(fā)控制電路(也可使用電壓比較器電路)，其中BG2組成當(dāng)檢測(cè)端輸出電壓越高，BG2其集電極的輸出直流電壓就越低的反相器；開(kāi)始，當(dāng)輸出電壓很低時(shí)，由于晶體管的基極無(wú)電流流入，則處于截止?fàn)顟B(tài)，電流通過(guò)整流電路向儲(chǔ)能濾波電容充電，當(dāng)在充電的過(guò)程中，電容兩端的電壓逐漸升高，在電壓開(kāi)始升高的過(guò)程中，BG2的基極電位Ub也不斷地上升，在Ub的電壓小于BG2的集電極電壓時(shí)，晶體管截止，此時(shí)NE555的2、6腳處于高電平，3腳輸出電壓則為低電平，此種狀態(tài)要一直到Ub的電壓大于基極電壓時(shí)晶體管由于有基極電流流入，集電極的電壓開(kāi)始不是隨著電源輸出電壓的電壓成正比例而變化，而是隨著電源輸出電壓上升而上升，當(dāng)集電極的電阻上的電壓降增大時(shí)，集電極的電壓下降，當(dāng)它下降到NE555的觸發(fā)電平時(shí)，NE5555內(nèi)部的觸發(fā)器被置成高電平，當(dāng)3腳為高電平時(shí)，電子開(kāi)關(guān)的功率器件由于控制端的高電平，使電子開(kāi)關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，即開(kāi)關(guān)閉合，通過(guò)電器電流經(jīng)過(guò)電子開(kāi)關(guān)以后直接流到電源中。由于555集成電路的第7腳是與3腳有相應(yīng)功能的端子，在此觸發(fā)電路中也可作為輸出端子使用。本實(shí)施例中的整流電路的輸入端為交流電能輸出端接口，本裝置的輸出端為直流輸出接口。
權(quán)利要求
1.一種串接型電子開(kāi)關(guān)電源裝置，包括電子開(kāi)關(guān)電路和整流電路，所述的電源裝置直接與用電器(或負(fù)載)相串聯(lián)使用，其特征是所述電子開(kāi)關(guān)電路由作開(kāi)關(guān)用的電子開(kāi)關(guān)器件及相應(yīng)的觸發(fā)電路組成，電子開(kāi)關(guān)電路的輸出信號(hào)經(jīng)整流后實(shí)現(xiàn)直流電源輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串接型電子開(kāi)關(guān)電源裝置，其特征在于所述的整流電路也可以接在電子開(kāi)關(guān)電路的前面。
全文摘要
一種與用電器(負(fù)載)相串聯(lián)使用的電子開(kāi)關(guān)電源裝置,它包括電子開(kāi)關(guān)電路和整流電路,直接與用電器相串聯(lián)使用,電子開(kāi)關(guān)電路的電子開(kāi)關(guān)由作開(kāi)關(guān)用的電子開(kāi)關(guān)器件及相應(yīng)的觸發(fā)電路組成,電子開(kāi)關(guān)電路的輸出信號(hào)經(jīng)整流后實(shí)現(xiàn)直流電源輸出;整流電路也可以接在電子開(kāi)關(guān)電路的前面;具有接入后對(duì)原電器使用影響小,效率高;輸出電流與通過(guò)負(fù)載電流成正比,輸出電壓設(shè)定方便,線路簡(jiǎn)單;元件少,成本低,可靠性高,電壓適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03K17/00GK1230050SQ98104859
公開(kāi)日1999年9月29日 申請(qǐng)日期1998年3月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月20日
發(fā)明者鄭少雄 申請(qǐng)人:鄭少雄