一种可控交流开关电路制造技术

本实用新型专利技术涉及电源领域及电控领域中使用的控制交流电的开或关的一种可控交流开关电路。所述电路至少包括交流输入端AC1、AC2、开关输出端K，并至少包括交流开关电路单元、电流检测电路单元、电流放大电路单元、电压基准电路单元、电压比较电路单元、过流保护电路单元、过零信号电路单元、零开关控制电路单元、内部控制信号隔离电路单元、电源电路单元。所述可控交流开关电路作为节电器连接在用电设备的电源和交流电网之间，可有效减少电源在待机或无负载时的输入功率；所述可控交流开关电路作为可控交流开关使用时，可以实现零电压开关、过流和短路保护，而且开关速度快，谐波干扰小，可靠性高。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电源领域和电器控制领域，具体是指能够降低电源在待机或无负 载时的输入功耗一种节电电路，也是实现各种电气设备、电机、感性负载等的交流输入的开 关控制、保护等功能的一种可控交流开关电路。
技术介绍
随着电子技术的飞速发展，电子电器产品被大量使用，随之也使电能大量消耗。实 际上，电子电器产品待机或无负载时的输入功耗是固定的功率损耗，电器产品即使不用，这 部分电能也是要被消耗的，因此，降低电源在待机或无负载时的输入功耗可以减少电能被 白白的浪费，有利于节能减排，是延缓能源消耗的有效手段。为此，各国政府和机构也相继 出台了与节能减排相应的能效标准。另一方面，现有的大功率可控交流开关如固态继电器，其内部的交流开关一般采 用电流控制型的功率器件，如两只单向可控硅互为反向并联或单只双向可控硅。这种器件 触发电流一般在5毫安以上，甚至达到几十毫安，驱动损耗比较大，不利于满足节能要求。 现有的大功率可控交流开关在采用两只单向可控硅互为反向并联时，虽然正负向的驱动相 对来说要平衡一点，但因器件数目多，制造成本高，而采用单只双向可控硅作为可控交流开 关，则因双向可控硅本身结构特性使得正负向的驱动不是很对称，而且大功率的双向可控 硅触发电流大，工作速度会比较慢，关断时的电流拖尾影响严重，容易产生很强的谐波干扰 和功率损耗。
技术实现思路
本技术需解决的技术问题是(1)、降低用电设备的供电电源在待机或无负载时的输入功耗；(2)、解决作为交流开关的双向可控硅的触发电路的正负向驱动波形不对称的问 题；(3)、解决作为交流开关的双向可控硅驱动电流大，引起驱动电路损耗增加的问 题；(4)、解决双向可控硅交流开关工作速度慢，关断时的电流拖尾影响严重，易产生 很强的谐波干扰的问题。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是提供一种可控交流开关电路，至少包括交流开关电路单元、电流检测电路单元、电 流放大电路单元、电压基准电路单元、电压比较电路单元、过零信号电路单元、零开关控制 电路单元、内部控制信号隔离电路单元；所述交流开关电路单元具有开关输出端K，所述交 流开关电路单元与电流检测电路单元串联与交流输入端AC2、ACl之间；所述电流检测电路 单元检测流过交流开关电路单元的反映用电设备工作状态的电流，经电流放大电路单元放 大后输出给电压比较单元，与有电压基准电路单元输出的基准电压比较后，输出信号作为零开关控制电路单元的一路输入信号；所述过零信号电路单元、交流过零开关的脉宽形成 电路单元作为零开关控制电路单元的另两路输入信号，三路信号经零开关控制电路单元处 理后输出给内部控制信号隔离电路单元隔离驱动交流开关电路单元内部的交流开关导通 和断开。上述可控交流开关电路可作为电源节能电路模块，与用电设备的电源电路连接。所述的可控交流开关电路模块作为电源节电器使用时，用电设备与电源输入端 AC2及开关输出端K连接。与上述技术方案类似的，本技术还提供一种可控交流开关电路，至少包括交 流开关电路单元、电流检测电路单元、电流放大电路单元、电压基准电路单元、电压比较电 路单元、过零信号电路单元、零开关控制电路单元、内部控制信号隔离电路单元；所述交流 开关电路单元具有开关输出端K，所述交流开关电路单元与电流检测电路单元串联与交流 输入端AC2、AC1之间；所述电流检测电路单元检测流过交流开关电路单元的反映用电设备 工作状态的电流，经电流放大电路单元放大后输出给电压比较单元，与有电压基准电路单 元输出的基准电压比较后，输出信号作为零开关控制电路单元的一路输入信号；所述过零 信号电路单元、外部控制信号隔离电路单元作为零开关控制电路单元的另两路输入信号， 三路信号经零开关控制电路单元处理后输出给内部控制信号隔离电路单元隔离驱动交流 开关电路单元内部的交流开关导通和断开。该技术方案所述可控交流开关电路直接作为可 控交流开关使用时，与用电设备直接连接。所述的可控交流开关电路模块作为可控交流开关使用时，具有外部控制信号端 V+、V-,外部控制信号端V+、V- 一端与外部控制信号隔离电路单元连接，另一端与用电设备 连接。用电设备还与电源输入端AC2及开关输出端K连接。进一步的，上述两基本方案中均可增加用于实现用电设备或电源的过流、短路保 护功能的过流保护电路单元；且还包括各功能电路提供电源的电源电路单元。与现有技术相比，本技术有益效果是所述的可控交流开关电路作为电源节 能电路模块，当电源在待机或无负载时，内部的交流开关按设定的时间导通后关闭一段时 间，使得电源获得的电能减少，输入功耗就显著减小，节能效果明显，具有显著的社会效益 和经济效益。同时，所述的可控交流开关电路作为可控交流开关使用时，内部电路包含了过零 检测控制电路，可控交流开关都是在正弦交流电过零时进行开关，谐波干扰比较小；可控交 流开关电路内部采用场控型双向开关来触发双向可控硅实现交流的开关控制或直接采用 场控型双向开关作为交流开关，场控型器件驱动电流小，开关速度快，使得开关过程中产生 的谐波干扰进一步减少。相对于现有技术，本技术的有益效果还在于1)、可以实现模块化，利于批量生产；2)、功能多样，既可以作为电源节电器使用，又可以作为可控交流开关使用，作为 固态继电器使用时，比电磁式机械继电器更有优越性；3)、适用范围广，用于控制输入呈现感性的负载或用电设备效果优越。附图说明图1是本技术所述的可控交流开关电路的原理框图；图2是本技术所述的可控交流开关电路内部的交流开关电路单元的第一种 原理框图；图3是本技术所述的可控交流开关电路内部的交流开关电路单元的第二种 原理框图；图4是本技术所述的可控交流开关电路模块作为电源节电器使用时与用电 设备中的电源连接关系图；图5是本技术所述的可控交流开关电路模块作为可控交流开关时与用电设 备的连接关系图；图6是本技术所述的交流开关电路单元内部的场控型双向可控开关电路单 元具体实施电路图；图7是本技术所述的可控交流开关电路内部的交流开关电路单元的第一种 具体实施电路原理图；图8是本技术所述的可控交流开关电路内部的交流开关电路单元的第二种 具体实施电路原理图；图9是本技术所述的可控交流开关电路除交流开关电路单元以外的其它单 元第一种具体实施电路图；图10是本技术所述的可控交流开关电路除交流开关电路单元以外的其它单 元第二种具体实施电路图。具体实施方式为了便于本领域的技术人员理解，下面结合具体实施例及附图对本技术技术 方案作进一步的详细描述。参见图1、图4、图5，本技术所述可控交流开关电路内部至少应包括交流开关 电路单元、电流检测电路单元、电流放大电路单元、电压基准电路单元、电压比较电路单元、 过零信号电路单元、零开关控制电路单元、内部控制信号隔离电路单元、电源电路单元。所 述可控交流开关电路作为模块使用，至少具有两个交流输入端AC1、AC2和一个开关输出端 K0如图4，所述可控交流开关电路作为电源节电器电路使用时，内部增设交流过零开 关的脉宽形成电路单元。具体的，该模块是串联在用电设备供电电源的输入回路中，用电设 备供电电源的交流输入端5和模块的开关输出端K相连接，用电设备供电电源的交流输入 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控交流开关电路，至少包括交流开关电路单元、电流检测电路单元、电流放大电路单元、电压基准电路单元、电压比较电路单元、过零信号电路单元、零开关控制电路单元、内部控制信号隔离电路单元；其特征在于：所述交流开关电路单元具有开关输出端Ｋ，所述交流开关电路单元与电流检测电路单元串联与交流输入端ＡＣ２、ＡＣ１之间；所述电流检测电路单元检测流过交流开关电路单元的反映用电设备工作状态的电流，经电流放大电路单元放大后输出给电压比较单元，与电压基准电路单元输出的基准电压比较后，输出信号作为零开关控制电路单元的一路输入信号；所述过零信号电路单元、交流过零开关的脉宽形成电路单元作为零开关控制电路单元的另两路输入信号，三路信号经零开关控制电路单元处理后输出给内部控制信号隔离电路单元隔离驱动交流开关电路单元内部的交流开关导通和断开。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪光岱，
申请(专利权)人：天宝电子惠州有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44