一种嵌入式断续电流型程控开关电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种嵌入式电流断续型开关控制电路，包括降压电阻,所述降压电阻连接单片机的Vdd脚、稳压二极管的负极和滤波电容，所述稳压二极管的正极和滤波电容与单片机的Vss脚相连，所述单片机的信号输入脚用于接收来自传感器的信号，其信号输出脚连接第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接一单向可控硅的门极，并通过第二电阻连接该单向可控硅的阴极，所述单向可控硅的阳极作为负载连接端。本实用新型采用的元件方案和电路结构简单，成本低，连接方便，使用简单可靠，因此合适于嵌入到各种低端电气产品电路的整流桥后和负载之间，实现对电气产品的各种开关控制功能，并且不会占据过多空间，能够达到合理的嵌入安装方式，可以说有十分出色的使用效果。
【专利说明】一种嵌入式断续电流型程控开关电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种开关电路，尤其涉及一种嵌入式断续电流型程控开关电路。
【背景技术】
[0002]目前，很多高端家电产品都趋向于自动化和智能化控制，采用的控制电路功能强大，电路复杂，成本高昂。对于低端的通用性产品，如灯具特别是单灯的控制而言，很少考虑自动控制的功能，只有在一些特殊应用场合，如楼梯灯才具有简单的声光控和延时开关功能，而且这些控制器通常独立于灯具，使用不方便。低端电气产品的自动控制功能的缺失主要是由于成本和空间结构受限的原因，解决这两大难题，是促进低端电气产品控制自动化的关键。
实用新型内容
[0003]针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单，成本低的嵌入式电流断续型开关控制电路。
[0004]本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种嵌入式电流断续型开关控制电路，包括降压电阻，所述降压电阻连接单片机的Vdd脚、稳压二极管的负极和滤波电容，所述稳压二极管的正极和滤波电容与单片机的Vss脚相连，所述单片机的信号输入脚用于接收来自传感器的信号，其信号输出脚连接第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接一单向可控硅的门极，并通过第二电阻连接该单向可控硅的阴极，所述单向可控硅的阳极作为负载连接端；当所述单片机的信号输入脚接收来自传感器的信号，经单片机处理后，由单片机的信号输出脚输出电平信号，当所述电平信号为高电平时，通过第一电阻和第二电阻分压后获得电压加至所述单向可控硅的门极，单向可控硅为导通状态，以使所连接的负载正常工作，当所述电平信号为低电平时，通过第一电阻和第二电阻分压后获得电压加至所述单向可控硅的门极，单向可控硅为关断状态，以使所连接的负载关断。
[0006]作为上述方案的进一步改进，所述嵌入式电流断续型开关控制电路嵌入到被控电路的整流桥与负载之间。
[0007]本实用新型的有益效果是:
[0008](I)利用AC-DC变换电路整流桥后的脉动直流电压，使用简单的RCD降压滤波和稳压给MCU及其外围电路提供稳定的直流工作电压；
[0009](2)利用大部分AC-DC变换电路整流桥后的电流工作在断续或临界断续状态的特点，控制SCR在电流过零时自动关断，相比于用晶体三极管或MOSFET作开关而言降低了损耗，简化了控制电路、提高了电路的可靠性，大幅降低了成本。
[0010](3)采用了通用的低端单片机，相比于用常规的分立元件、数字电路或常规单片机构成的控制电路而言简化了控制电路，减少了元件的数量，提高了电路的可靠性，降低了成本，而且可实现更多的功能，使设计更加灵活、实用。[0011 ] 可见，本实用新型的嵌入式电流断续型开关控制电路，其采用的元件方案和电路结构简单，成本低，连接方便，使用简单可靠，因此合适于嵌入到各种低端电气产品电路的整流桥后和负载之间，实现对电气产品的各种开关控制功能，并且不会占据过多空间，能够达到合理的嵌入安装方式，可以说具有着十分出色的使用效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的电路原理图；
[0013]图2为本实用新型第一种实施例的电路原理图；
[0014]图3为本实用新型第一种实施例的工作流程图；
[0015]图4为本实用新型第二种实施例的电路原理图；
[0016]图5为本实用新型第二种实施例的工作流程图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0018]以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述:
[0019]参照图1，本实用新型所提供的一种嵌入式电流断续型开关控制电路，包括降压电阻R1，所述降压电阻Rl连接单片机MCU的Vdd脚、稳压二极管VDl的负极和滤波电容Cl，所述稳压二极管VDl的正极和滤波电容Cl与单片机MCU的Nss脚相连，所述单片机MCU的信号输入脚用于接收来自传感器的信号，其信号输出脚连接第一电阻R2的第一端，所述第一电阻R2的第二端连接一单向可控硅SCR的门极，并通过第二电阻R3连接该单向可控硅SCR的阴极，所述单向可控硅SCR的阳极作为负载连接端；当所述单片机MCU的信号输入脚接收来自传感器的信号，经单片机MCU处理后，由单片机MCU的信号输出脚输出电平信号，当所述电平信号为高电平时，通过第一电阻R2和第二电阻R3分压后获得电压加至所述单向可控硅SCR的门极，单向可控硅SCR为导通状态，以使所连接的负载正常工作，当所述电平信号为低电平时，通过第一电阻R2和第二电阻R3分压后获得电压加至所述单向可控硅SCR的门极，单向可控硅SCR为关断状态，以使所连接的负载关断。
[0020]在优选的实施方案中，所述嵌入式电流断续型开关控制电路嵌入到被控电路的整流桥Brigdel与负载Load之间；如图所示在通常是方案中,本实用新型的嵌入式断续电流型程控开关电路是一个四端口的电路，包括输入端正负极In+、In-，输出端正负极Out+、Out-;所述的嵌入式断续电流型程控开关电路的输入端正负极In+、In-分别与整流桥的输出端正负极相连，输出端正负极Out+、Out-分别与负载的正负极相连，形成完整的嵌入式结构。
[0021]常用的电子开关元件包括:继电器、开关三极管、MOSFET和可控硅几种。相比而言，相同工作条件下可控硅的损耗较小，成本最低；但可控硅是一种半控开关元件，即其导通是可控的，而关断是“不可控”的，只有当流过其阳极和阴极之间的电流小到一定程度，接近为零时才能关断。可控硅的这一特性用于交流电路时比较简单，如常用的台灯调光和风扇调速等；但用于直流电路时，其驱动电路就变得相对复杂，采用单片机控制电路可以简化可控硅的驱动。继电器也是一种常用的开关，它利用电磁铁来带动机械触点工作，具有电气隔离的特点，但功耗较大，通常用于大功率的电器的开关控制。三极管作为电子开关时不断地在截止与饱和状态之间切换，中间经过线性放大区,产生的压降较大,功耗也较大。MOSFET作为电子开关常用于开关电源，其工作频率高，功耗较三极管相对小，但仍需一定的电流才能达到较理想的驱动。
[0022]综上所述，从成本和体积上看，继电器不适合；另一方面，在电流断续的情况下，三极管不断在三种状态中变化，损耗很大，工作也不稳定，也不宜采用；在低频开关状态下，MOSFET的开关切换过程中损耗也很大。相比而言，可控硅对驱动信号强度要求最低，损耗小，适合于利用低价位的低端单片机控制。
[0023]如图2所示，为本实用新型的第一种实施例，为一种感光开关的长延时LED灯泡，其具有感光开关和长延时自动循环功能，其要实现的功能是，当第一次打开电源后，灯泡点亮，延时若干小时(程序中设置)后自动熄灭，并进入待机状态，直到第二天晚上天色变暗时，灯泡又能自动点亮，只要不断开电源，灯泡会一直自动循环工作；若其间断开电源并重新打开，程序自动复位，重复上述过程。这种灯泡的方案，不仅可以节省电能，而且不用人工干预，节省人力。在通常技术中，这种灯泡采用光敏电阻作为感光元件，隐藏内置于灯泡的灯罩内，无须裸露在灯体外面，也不需要另设采光窗口，外观上与普通LED灯泡没有任何区另O，不仅节约制作成本，而且更加美观。这种灯泡适用于小区路灯、走廊、楼梯等公共照明，也适用于家居照明，平时可以当一般的灯泡使用(正常的手动开、关灯)，也可以作为夜灯使用，特别是长时间出差时，使用这种自动开关的灯泡，白天不亮，晚上点亮，还可以起到防盗作用。
[0024]其工作原理如图3所示，220V交流电经阻容降压和整流后变为正弦半周波电压，一路经电阻R2、电容C2、C3、二极管Dl进一步降压滤波给单片机MCU和感光检测电路供电，一路经电阻R3给LED串供电。感光检测电路由电阻R6和光敏电阻LDR分压构成，电容C4用于抗干扰，光敏电阻LDR的亮电阻比较小，白天时其上的压降很低，单片机MCU的输入电平为低，程序控制其输出电平为低，单向可控硅SCRl处于断开状态，LED灯不亮；当夜晚降临，光敏电阻LDR的电阻值逐渐变大，其上压降上升，当达到某个阈值时，单片机MCU输入电平为高，程序控制其输出电平为高，单向可控硅SCRl导通，LED灯点亮。M单片机CU输出保持高电平一段通过程序设置的时间后复位，使LED灯点亮一段时间后自动熄灭，进入待机状态，等待第二天夜晚的到来。如此周而复始循环工作。
[0025]如图4所示，为本实用新型所提供的第二种实施例，其为一种感光开关的二段式LED灯泡，是在实施例一的基础上增加了半功率输出的控制功能，即:当夜晚降临时，LED灯全亮，延时一段时间到下半夜时，LED灯变为只亮一半，以达到更加节能的目的。
[0026]其工作原理可参考图5，当夜晚降临，光敏电阻LDR的电阻值逐渐变大，其上压降上升，当达到某个阈值时，单片机MCU输入电平为高，程序控制其输出P60电平为高，P61电平为低，单向可控硅SCRl导通，而单向可控硅SCR2截止，LEDsl和LEDs2灯点亮。单片机MCU输出状态保持一段时间后，当下半夜到来时，程序控制单片机MCU输出P60电平为低，P61电平为高，单向可控硅SCRl截止，单向可控硅SCR2导通，只有LEDs2灯点亮，LEDsl灯熄灭，延时一段时间后，LEDs2也熄灭，进入待机状态，等待第二天夜晚的到来，如此循环不止。
[0027]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种嵌入式断续电流型程控开关电路，其特征在于:包括降压电阻(R1)，所述降压电阻(Rl)连接单片机(MCU)的Vdd脚、稳压二极管(VDl)的负极和滤波电容(Cl)，所述稳压二极管(VDl)的正极和滤波电容(Cl)与单片机(MCU)的Vss脚相连，所述单片机(MCU)的信号输入脚用于接收来自传感器的信号，其信号输出脚连接第一电阻(R2)的第一端，所述第一电阻(R2)的第二端连接一单向可控硅(SCR)的门极，并通过第二电阻(R3)连接该单向可控硅(SCR)的阴极，所述单向可控硅(SCR)的阳极作为负载连接端；当所述单片机(MCU)的信号输入脚接收来自传感器的信号，经单片机(MCU)处理后，由单片机(MCU)的信号输出脚输出电平信号，当所述电平信号为高电平时，通过第一电阻(R2)和第二电阻(R3)分压后获得电压加至所述单向可控硅(SCR)的门极，单向可控硅(SCR)为导通状态，以使所连接的负载正常工作，当所述电平信号为低电平时，通过第一电阻(R2)和第二电阻(R3)分压后获得电压加至所述单向可控硅(SCR)的门极，单向可控硅(SCR)为关断状态，以使所连接的负载关断。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式断续电流型程控开关电路，其特征在于:所述嵌入式电流断续型开关控制电路嵌入到被控电路的整流桥(Brigdel)与负载(Load)之间。
【文档编号】H03K17/72GK203933583SQ201420340256
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】周党培 申请人:五邑大学