專利名稱：用于交流電路的可控硅觸發(fā)維持開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種交流電路中使用的可控硅觸發(fā)維持開關(guān)裝置。
目前，應(yīng)用在交流電整流后的脈動(dòng)直流電路中的可控硅元件，一次觸發(fā)后因主回路電流過零(見

圖1)而不能維持。若要一直或一段時(shí)間里維持導(dǎo)通狀態(tài)，就需在交流整流后增加濾波電容(常為高壓大容量)、或設(shè)置復(fù)雜的延時(shí)電路。使許多在此情況下工作的設(shè)施(如觸發(fā)后需要一直工作的報(bào)警器、某些工業(yè)控制設(shè)備及一些需要觸發(fā)后延時(shí)及單穩(wěn)的裝置等)電路復(fù)雜化，觸發(fā)靈敏度降低，體積、成本及功耗也大幅度增加。如專利CN2098124u、CN2099416u等開關(guān)裝置，其延時(shí)電路，一般由兩至三個(gè)晶體管及多個(gè)阻容元件構(gòu)成，因延時(shí)電路中常用較大的電解電容作儲(chǔ)能元件，從而加重了前級(jí)放大器的負(fù)擔(dān)，使前級(jí)放大器數(shù)量增多(通常也需要兩至三個(gè)晶體管方可)，這樣整個(gè)裝置就需要4～6個(gè)晶體管及相應(yīng)的阻容元件。
本發(fā)明的目的是提供一種工作于上述情況下，電路簡單、(通常只用一個(gè)晶體管)體積小，成本低且省電的可控硅觸發(fā)維持開關(guān)裝置。
本發(fā)明主要由整流器，串聯(lián)負(fù)載后跨接在整流器輸出脈動(dòng)直流電源兩端的可控硅、及通過負(fù)載或直接從脈動(dòng)直流電源正端經(jīng)降壓電阻供電、且內(nèi)含穩(wěn)壓，濾波儲(chǔ)能元件的可控硅觸發(fā)系統(tǒng)組成，其特征是脈動(dòng)直流電源正端與觸發(fā)系統(tǒng)正端之間反向跨接有單向?qū)щ娫?，?dāng)脈動(dòng)電壓低于觸發(fā)系統(tǒng)電壓時(shí)，觸發(fā)系統(tǒng)中的濾波儲(chǔ)能元件可通過該單向?qū)щ娫蛎}動(dòng)直流電壓放電，以維持可控硅的導(dǎo)通狀態(tài)。
工作原理如圖2所示，在一個(gè)半波、橋式、或全波整流器輸出的脈動(dòng)直流電源兩端，跨接著與負(fù)載H串聯(lián)的可控硅SCR，其觸發(fā)系統(tǒng)F(內(nèi)含穩(wěn)壓濾波元件)正端經(jīng)降壓電阻R1通過負(fù)載H從脈動(dòng)直流電源正端供電，或如圖2中虛線所示直接從脈動(dòng)直流電源正端供電，脈動(dòng)直流負(fù)端接觸發(fā)系統(tǒng)負(fù)端及可控硅SCR陰極為接地端，單向?qū)щ娫﨑反向跨接在脈動(dòng)直流電源正端與觸發(fā)系統(tǒng)正端之間。觸發(fā)系統(tǒng)的作用是向可控硅控制極提供一個(gè)初始觸發(fā)信號(hào)。當(dāng)觸發(fā)系統(tǒng)使可控硅開關(guān)SCR觸發(fā)導(dǎo)通后，在脈動(dòng)直流的一個(gè)脈沖時(shí)間內(nèi)，SCR主回路電壓將降低到觸發(fā)系統(tǒng)直流電壓以下，此時(shí)單向?qū)щ娫﨑導(dǎo)通，觸發(fā)系統(tǒng)中的濾波儲(chǔ)能元件(扣式可充電池或電解電容等)，通過D向SCR提供維持電流。若降壓電阻R1連接在脈動(dòng)直流正端E點(diǎn)(如圖2中虛線所示)，則觸發(fā)系統(tǒng)中濾波儲(chǔ)能元件的充電時(shí)間遠(yuǎn)大于放電時(shí)間，(圖3中UE＞UB的時(shí)間＞＞UE＜UB的時(shí)間)，觸發(fā)系統(tǒng)的直流電壓將不下降，一直大于SCR最小維持電壓UHmin，可控硅開關(guān)SCR將維持導(dǎo)通狀態(tài)不變；若R1接A點(diǎn)、經(jīng)負(fù)載H接脈動(dòng)直流正端。則SCR導(dǎo)通前因UA約等于UE，所以觸發(fā)系統(tǒng)中的濾波儲(chǔ)能元件可通過R1充電到B點(diǎn)電壓UB，當(dāng)SCR導(dǎo)通后，A點(diǎn)電壓UA為SCR的正向壓降(約0.7V)＜UB，濾波儲(chǔ)能元件無充電機(jī)會(huì)，只能通過單向?qū)щ娫﨑在脈動(dòng)電壓UE＜UB時(shí)、間斷放電。經(jīng)過導(dǎo)通時(shí)間TD后，當(dāng)UB＜UHmin時(shí)，SCR關(guān)斷(見圖4)從而完成延時(shí)或單穩(wěn)作用。若無單向?qū)щ娫﨑，SCR觸發(fā)后將在脈動(dòng)直流電壓的一個(gè)脈沖時(shí)間內(nèi)關(guān)斷。要使其延時(shí)關(guān)斷，現(xiàn)有技術(shù)是增加一套復(fù)雜的延時(shí)電路，因而增大了體積、成本和功耗。
電路中的單向?qū)щ娫﨑可以是各種半導(dǎo)體元件，一般情況下，使用晶體二極管。
對某些特殊的無濾波儲(chǔ)能元件的觸發(fā)系統(tǒng)或?yàn)楸苊庥|發(fā)系統(tǒng)與維持電路相互影響，濾波儲(chǔ)能元件C可從觸發(fā)系統(tǒng)中分離出來(如圖5所示)，其正端經(jīng)反向連接的二極管接觸發(fā)系統(tǒng)正端，同時(shí)經(jīng)正向連接的單向?qū)щ娫c脈動(dòng)直流電源正端相接。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于僅用一個(gè)體積小、價(jià)廉的單向?qū)щ娫﨑配合可控硅電路必須有的觸發(fā)系統(tǒng)，即可(1)使可控硅觸發(fā)后維持導(dǎo)通一段時(shí)間(圖2中R1、接A點(diǎn))，省去復(fù)雜的延時(shí)電路；(2)使可控硅觸發(fā)后一直維持導(dǎo)通狀態(tài)(圖2中R1接E點(diǎn))，省去高壓濾波電容。在簡化線路，縮小體積，降低成本及功耗的情況下還提高了觸發(fā)靈敏度。
本發(fā)明有以下附圖圖1。為半波及全波脈動(dòng)直流電壓波形圖圖2。為工作原理圖圖3。為R1接E點(diǎn)時(shí)UE的波形圖圖4。為R1接A點(diǎn)時(shí)UE的波形圖圖5。為分離儲(chǔ)能元件圖圖6。為優(yōu)選實(shí)施例圖7。為較優(yōu)實(shí)施例圖8。為另一實(shí)施例。
以下結(jié)合附圖用3個(gè)實(shí)施例來說明本發(fā)明的具體解決方案實(shí)施例1本發(fā)明在樓道節(jié)能燈上的應(yīng)用，電路如圖6所示，220V交流市電經(jīng)橋式整流后，其正端經(jīng)電燈H與可控硅SCR陽極及降壓電阻R1相接，SCR陰極接整流負(fù)端，脈動(dòng)直流高壓經(jīng)R1降壓、Dw2穩(wěn)壓及C2濾波后給SCR觸發(fā)系統(tǒng)－－－－聲光控部分供電。聲光控部分由接成漏極輸出的駐極體話筒MIC及工作在放大狀態(tài)的晶體三極管BG組成，其輸出觸發(fā)信號(hào)經(jīng)電阻R2加在SCR控制極上，光敏電阻RG并聯(lián)在BG偏流電阻R4上。
白天BG因RG阻值很小而處于深度飽和區(qū)，MIC收到的音頻信號(hào)不能被放大，C點(diǎn)電位＝0.7V，SCR不導(dǎo)通，電燈H不亮。夜晚RG阻值變大，BG退出飽和區(qū)，MIC收到的音頻信號(hào)(如說話聲、腳步聲、哨聲、掌聲等)經(jīng)BG放大后使SCR觸發(fā)導(dǎo)通，電燈H點(diǎn)亮。此時(shí)，A點(diǎn)電位下降UA＜UB，B點(diǎn)電位由儲(chǔ)能電容C2維持，并在UE＜UB的瞬間通過反向跨接在E、B兩點(diǎn)間的二極管D向SCR提供維持電流，一段時(shí)間后，UB下降到一定程度，SCR在UE過零時(shí)關(guān)斷。延時(shí)時(shí)間主要取決于C2及觸發(fā)系統(tǒng)的內(nèi)阻大小，穩(wěn)壓管DW1的作用是，當(dāng)UB下降到一定程度時(shí)截?cái)鄡?nèi)阻最小的R5、MIC支路以增加延時(shí)時(shí)間。
本實(shí)施例中的聲控觸發(fā)系統(tǒng)也可以用紅外、超聲或微波觸發(fā)系統(tǒng)來代換，無論使用何種觸發(fā)系統(tǒng)均可省去復(fù)雜的延時(shí)電路并簡化觸發(fā)系統(tǒng)。采用上述觸發(fā)系統(tǒng)代換時(shí)，為避免因內(nèi)阻變動(dòng)影響延時(shí)時(shí)間，儲(chǔ)能電容可按圖7所示，從觸發(fā)系統(tǒng)中分離出來。
實(shí)施例2電路如圖7所示，與圖6相比除使用半波整流電路及儲(chǔ)能電容從觸發(fā)系統(tǒng)中分離出來外，其余與圖6相同。訊號(hào)接收部分可使用各種傳感器G，當(dāng)應(yīng)用于某些長延時(shí)系統(tǒng)時(shí)，儲(chǔ)能電容可用扣式可充電池代換或把R1接A點(diǎn)改為接E點(diǎn)，如圖7虛線所示。
實(shí)施例3本發(fā)明在報(bào)警器方面的應(yīng)用，電路如圖8所示，與圖6相比，除電阻R1改接E點(diǎn)及聲控部分改為觸摸片m外，其余與圖6相同。本實(shí)施例可應(yīng)用于博物館或類似場合用來保護(hù)文物、展品等，圖8中m與文物周圍的封閉金屬線或鍍有導(dǎo)電膜的玻璃罩相接，白天因光敏電阻的作用，無論游客怎樣觸摸均不會(huì)報(bào)警。黃昏后(或閉館后拉上窗簾)光敏電阻阻值變大，此時(shí)若有人接觸上述導(dǎo)電體就會(huì)使可控硅觸發(fā)導(dǎo)通，報(bào)警燈H點(diǎn)亮(或圖8中虛線所示的警鈴發(fā)出報(bào)警聲)，直至按下開關(guān)K方可關(guān)斷。H也可換成繼電器，用來控制高壓電網(wǎng)或閃光燈的開關(guān)。本實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)是用二極管D代換了圖8中雙點(diǎn)劃線所示的高壓濾波電容C3。
以上三個(gè)實(shí)施例，可依具體情況增減某些技術(shù)特征，從而組合出多種實(shí)施方案來。
權(quán)利要求1.一種用于交流電路的可控硅觸發(fā)維持開關(guān)裝置，由整流器、串聯(lián)負(fù)載后跨接在整流器輸出脈動(dòng)直流電源兩端的可控硅，及通過負(fù)載或直接從脈動(dòng)直流電源正端經(jīng)降壓電阻供電、且內(nèi)含穩(wěn)壓、濾波儲(chǔ)能元件的可控硅觸發(fā)系統(tǒng)組成，其特征是脈動(dòng)直流電源正端與觸發(fā)系統(tǒng)正端之間反向跨接有單向?qū)щ娫?br> 2.如權(quán)利要求1所述的觸發(fā)維持開關(guān)裝置，其特征是單向?qū)щ娫榫w二極管。
3.如權(quán)利要求1所述的觸發(fā)維持開關(guān)裝置，特征是濾波儲(chǔ)能元件從觸發(fā)系統(tǒng)中分離出來，其正端經(jīng)反向連接的二極管接觸發(fā)系統(tǒng)正端，同時(shí)經(jīng)正向連接的單向?qū)щ娫c脈動(dòng)直流電源正端相接。
專利摘要一種用于交流電路的可控硅觸發(fā)維持開關(guān)裝置，由整流器、串聯(lián)負(fù)載后跨接在整流器輸出脈動(dòng)直流電源兩端的可控硅，及通過負(fù)載或直接從脈動(dòng)直流電源正端經(jīng)降壓電阻供電、且內(nèi)含穩(wěn)壓、濾波儲(chǔ)能元件的可控硅觸發(fā)系統(tǒng)組成，其特征是脈動(dòng)直流電源正端與觸發(fā)系統(tǒng)正端之間反向跨接有單向?qū)щ娫?。適用于可控硅觸發(fā)后需要一直維持導(dǎo)通狀態(tài)，或一段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通的各種報(bào)警器、及單穩(wěn)裝置，與現(xiàn)有同類電路比較，具有元件數(shù)量少，線路簡單，體積小，成本低且省電的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03K17/72GK2175496SQ93203740
公開日1994年8月24日 申請日期1993年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月6日
發(fā)明者孫奇峰, 樊丁, 孫奇敏 申請人:孫奇峰