CN201008141Y

CN201008141Y - 二线端智能电源开关

Info

Publication number: CN201008141Y
Application number: CNU2007200669976U
Authority: CN
Inventors: 白世忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2017-02-02

Abstract

本实用新型涉及一种二线端智能电源开关，该电源开关包括主可控硅(SCRI)、限流电阻(MR)和控制器。火线经过限流电阻(MR)、主可控硅(SCRI)、负载串联回到零线，形成回路，主可控硅(SCRI)、限流电阻(MR)之间有一控制器；限流电阻(MR)用于限制短路电流，短路电流限制在主可控硅(SCRI)能承受的范围内，并且作为过电流保护的取样电阻，控制器控制主可控硅(SCRI)的开通和关断。其中所述的控制器包括开启电路、关闭电路、电源电路、过电压检测、过电流检测、短路检测、温度检测、MCM、输出电路。由于本二线端智能电源开关功能多、制造成本低、售价低，是一种理想的高端电源开关。

Description

二线端智能电源开关

技术領域

本实用新型涉及一种二线端智能电源开关，属于低压电器技术领域。

背景技术

在低压电器技术领域里，二线端智能电源开关，作为电源开关应用比较普遍，这是因为该开关具有多样电负载通用性、多种功能以及可以适应遥控化与网路化的多功能开关。

二线端智能电源开关，有代表性的产品是美国刘忠笃的固态电源开关，他开发的电源开关，其特点是结构固体化、应用通用化、使用多功能化、操作经触化、控制网络化与遥远化。

但是，这种固态电源开关，由于其中有一集成化的控制器，因此制造成本高、售价高，不易推广应用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种二线端智能电源开关，该开关功能多、通用化、制造成本低、售价低。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：该二线端智能电源开关包括主可控硅(SCRI)、限流电阻(MR)和控制器。火线经过限流电阻(MR)、主可控硅(SCRI)、负载串联回到零线，形成回路，控制器接在主可控硅、限流电阻之间；限流电阻(MR)用于限制短路电流，短路电流限制在主可控硅(SCRI)能承受的范围内，并且作为过电流保护的取样电阻，控制器控制主可控硅(SCRI)的开通和关断。

其中所述的控制器包括开启电路、关闭电路、电源电路、过电压检测、过电流检测、短路检测、温度检测、MCM、输出电路。

本实用新型的有益效果：由于本二线端智能电源开关功能多、制造成本低、售价低，是一种理想的高端电源开关。

附图说明

图1为本实用新型二线端智能电源开关逻辑框图；

图2为本实用新型二线端智能电源开关的控制器构成的框图；

图3为本实用新型二线端智能电源开关的控制器的开启电路具体线路图；

图4为本实用新型二线端智能电源开关的控制器的电源电路具体线路图；

图5为本实用新型二线端智能电源开关的控制器的过电压检测电路具体线路图；

图6为本实用新型二线端智能电源开关的控制器的短路检测电路具体线路图；

图7为本实用新型二线端智能电源开关的控制器的过电流检测电路具体线路图；

图8为本实用新型二线端智能电源开关的控制器的温度检测电路具体线路图；

图9为本实用新型二线端智能电源开关的控制器的输出电路具体线路图；

图10为本实用新型二线端智能电源开关的控制器的关闭电路具体线路图；

图11为本实用新型二线端智能电源开关的软件流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作比较详细的说明。

参照图1，这是本实用新型二线端智能电源开关逻辑框图。

如图所示，本实用新型二线端智能电源开关包括负载1、主可控硅(SCRI)2、限流电阻(MR)3、控制器4；火线经过限流电阻(MR)3、主可控硅(SCRI)2、负载1串联回到零线，形成回路，主可控硅(SCRI)、限流电阻(MR)之间有一控制器4；限流电阻(MR)用于限制短路电流，短路电流限制在主可控硅(SCRI)能承受的范围内，并且作为过电流保护的取样电阻，控制器控制主可控硅(SCRI)的开通和关断。

参照图2，这是本实用新型二线端智能电源开关的控制器构成的框图。

如图所示，本实用新型二线端智能电源开关的控制器包开启电路5、关闭电路6、电源电路7、过电压检测8、过电流检测9、短路检测10、温度检测11、单片机MCU12、输出电路13。

控制器是以单片机MCU12为核心，由开启电路5取得5V直流电压供给单片机MCU12工作，单片机工作后读取各检测电路送来的信号，以决定是否打开或关闭主可控硅(SCRI)2。

参照图3，这是本实用新型二线端智能电源开关的控制器开启电路具体线路图。

如图所示，由桥堆DB1把主可控硅(SCRI)两端的交流电压整流为高压直流电HV1，HV1分成两路，一路经过TVS1、R24后变为24V的直流电压MV1供给触摸放大器，触摸放大器由Q1、Q2、Q3组成一个达林顿放大器；另外一路经过R25、Q4、R10后变为5V的直流电压VDD供给单片机MCU12工作。电极J1由一小块铜片构成，用于感应人体的电压信号，它取得的感应电压经过二极管D1、D2整流后送给触摸放大器的输入端Q1的基极，经过三级放大后，驱动Q4使其导通，高压直流电HV1经过R25、R10降压再由稳压二极管ZD4把电压限制在5V以下，使单片机MCU12得到电压VDD而开始工作。电容C1用于滤除高频干扰。

参照图4，这是本实用新型二线端智能电源开关的控制器电源电路具体线路图。

如图所示，电源电路包括SCR2、Q1、DB1、R9、R10、ZD3、ZD4、C5。当单片机开始工作后控制输出电路，使输出电路点同时驱动光耦U2-1、U2-2，使主可控硅SCR1和辅助可控硅SCR2同时导通，直流高压HV1经过SCR2后再由Q1降压到6V左右的直流电压VDD1，再经R10、ZD4限幅得到5V的VDD电压，此时”开启电路”就可停止工作。

参照图5这是本实用新型二线端智能电源开关的控制器过电压检测电路具体线路图。

如图所示，该电路包括稳压二极管TVS、ZD8、R22、D2。当交流电压过高，而主可控硅(SCRI)还没有导通，高压直流电HV1的峰值超过360V，对应的交流电压的有效值为260V，稳压二极管TVS导通，此电压经R22、ZD8限幅，再经过D2后送给单片机MCU12检测，单片机检测到此电压时，就不会打开主可控硅(SCRI)。

参照图6，这是本实用新型二线端智能电源开关的控制器短路检测电路具体线路图。

如图所示，该电路包括桥堆DB2、稳压二极管ZD6、驱动光耦U3-1、电阻R6、R11～R13、三极管Q4。当负载短路时，所有的输入电压就会加在限流电阻MR的二端、此时电压经过DB2整流后，再经过电阻R6、稳压二极管ZD6、去驱动光耦U3-1，再由Q4反相后送给单片机。稳压二极管ZD6是为避开负载的起动电流影响而加入。

参照图7，这是本实用新型二线端智能电源开关的控制器过电流检测电路具体线路。

如图所示，该电路包括DB2、电阻R7、R8、R10、R15、ZD7、D1、U3-2、Q3、C4。负载电流在限流电阻MR上形成电压降，当此电压大于稳压二极管ZD7的稳压值时光耦U3-2导通，VDD1经过U3-2、电阻R14、二极管D1送给单片机检测。电阻R14、R15和电容C4组成一个滤波电路，是为避开短暂的起动过电流的影响。Q3是为保护光耦U3-2而加入，当短路发生时，所有的输入电压就会加在限流电阻MR的二端，经过DB2整流后，大部分落在电阻R7上，使其流过数百毫安电流，此电流由Q3旁路掉大部分，使光耦U3-2免受伤害。

参照图8，这是本实用新型二线端智能电源开关的控制器温度检测电路具体线路。

如图所示，该电路包括Rt、T5。热敏电阻Rt安装在发热子较多的限流电阻MR的散热片上，用来检测MR的工作温度。Rt和R5串联分压后送给单片机检测。

参照图9，这是本实用新型二线端智能电源开关的控制器输出电路具体线路。

如图所示，该电路包括Q5、Q6、Q7、Q8、R7、R16～R21。单片机输出二路信号，经过Q5、Q6和Q7、Q8放大后驱动光耦U3-1和U3-2，再由U3-1驱动主可控硅(SCRI)，U3-2驱动辅助可控硅SCR2。

参照图10，这是本实用新型二线端智能电源开关的控制器关闭电路具体线路。

如图所示，该电路包括Q4～Q6、D3、D4、R12～R15、C2、C3、C4、SCR3、J2。感应电极J2由一个小块铜片构成，用于感应人体的电压信号。感应电压经过二极管D1、D2整流后送给触摸放大器，放大器由Q4、Q5、Q6组成。放大后的电压由Q6的集电极输出，经过由R12、R13、C3、C4组成的积分滤波器后驱动可控硅SCR3。当SCR3导通时，光耦U2-2失电，关闭辅助可控硅SCR2，导至低压直流电VDD1和VDD消失，整个电路停止工作。电容C1用于滤除高频干扰。

参照图11，这是本实用新型二线端智能电源开关的软件程序流程图。

如图所示，其步骤如下：笫一步”开始”14，到笫二步”内部初始化”15，到笫三步”是否过电压或过电流”进行判断16，如果是，便到笫六步”关闭主可控硅”19；如果否，便到笫四步”是否温度过高”进行判断17，如果是，便到笫六步”关闭主可控硅”19；如果否，到笫五步”是否短路”进行判断，如果是，便到笫六步”关闭主可控硅”19；如果否，便返回笫二步”内部初始化”15。

Claims

1.二线端智能电源开关，包括主可控硅、限流电阻和集成化控制器，其特征在于：所述的控制器是一种分立器件组成的控制器，该控制器包括开启电路、关闭电路、电源电路、过电压检测、过电流检测、短路检测、温度检测、MCM、输出电路；

火线经过限流电阻、主可控硅、负载串联回到零线，形成回路，控制器接在主可控硅、限流电阻之间。

2.如权利要求1所述的二线端智能电源开关，其特征在于：所述的控制器的开启电路，包括桥堆DB1，触摸放大器Q1、Q2、Q3，TVS1、电阻R24、R25、R10、R1～R3，D1、D2，ZD1、ZD4，Q4，C3和电极J1；由桥堆DB1把主可控硅两端的交流电压整流为高压直流电HV1，HV1分成两路，一路经过TVS1、R24后变为24V，另外一路经过R25、Q4、R10后变为5V的直流电压VDD；电极J1是一小块铜片。

3.如权利要求1所述的二线端智能电源开关，其特征在于：所述的控制器的电源电路，包括SCR2、Q1、DB1、R9、R10、ZD3、ZD4、C5；当单片机开始工作后控制输出电路，使输出电路点同时驱动光耦U2-1、U2-2，使主可控硅SCR1和辅助可控硅SCR2同时导通，直流高压HV1经过SCR2后再由Q1降压到6V左右的直流电压VDD1，再经R10、ZD4限幅得到5V的VDD电压。

4.如权利要求1所述的二线端智能电源开关，其特征在于：所述的控制器的短路检测电路，包括桥堆DB2，稳压二极管ZD6，驱动光耦U3-1，电阻R6、R11～R13，三极管Q4；当负载短路时，所有的输入电压就会加在限流电阻MR的二端、此时电压经过DB2整流后，再经过电阻R6、稳压二极管ZD6去驱动光耦U3-1，再由Q4反相后送给单片机。

5.如权利要求1所述的二线端智能电源开关，其特征在于：所述控制器的过电流检测电路，该电路包括DB2、电阻R7、R8、R10、R15、ZD7、D1、U3-2、Q3、C4；负载电流在限流电阻MR上形成电压降，电压大于稳压二极管ZD7的稳压值时光耦U3-2导通，VDD1经过U3-2、电阻R14、二极管D1送给单片机检测，电阻R14、R15和电容C4组成一个滤波电路。

6.如权利要求1所述的二线端智能电源开关，其特征在于：所述的控制器温度检测电路，该电路包括Rt、T5；热敏电阻Rt安装在发热子较多的限流电阻MR的散热片上，用来检测MR的工作温度。

7.如权利要求1所述的二线端智能电源开关，其特征在于：所述的控制器输出电路，该电路包括Q5、Q6、Q7、Q8、R7、R16～R21，单片机输出二路信号，经过Q5、Q6和Q7、Q8放大后驱动光耦U3-1和U3-2，再由U3-1驱动主可控硅(SCRI)，U3-2驱动辅助可控硅SCR2。

8.如权利要求1所述的二线端智能电源开关，其特征在于：所述的控制器关闭电路，该电路包括Q4～Q6、D3、D4、R12～R15、C2、C3、C4、SCR3、J2；感应电极J2由一个小块铜片构成，用于感应人体的电压信号；感应电压经过二极管D1、D2整流后送给Q4、Q5、Q6放大器，由Q6输出，经过由R12、R13、C3、C4积分滤波器后驱动可控硅SCR3，当SCR3导通时，光耦U2-2失电，关闭辅助可控硅SCR2，导至低压直流电VDD1和VDD消失，整个电路停止工作，电容C1用于滤除高频干扰，1和VDD消失，整个电路停止工作。