调光触发电路以及调光器的制作方法

文档序号:15360004发布日期:2018-09-05 00:33阅读:138来源:国知局

本发明涉及调光技术领域,特别是涉及调光触发电路以及采用上述调光触发电路的调光器。



背景技术:

传统的电位器可控硅调光开关都是通过电位器阻值变化,调节可控硅的触发电压,输入交流电压,基本上全部加在电位器上,而为了能触发可控硅,就必须提供足够的电流,所以承受的功率就会较大的。由于现有电位器成本较高,而且体积非常庞大,不适用于小尺寸的调光器要求。



技术实现要素:

基于此,有必要针对传统的电位器尺寸较大、成本较高,提供一种适用于小尺寸、低电压的电位器的调光触发电路以及采用上述调光触发电路的调光器。

一种调光触发电路,包括:控制电路和恒流源电路;所述恒流源电路包括整流桥、三端可控开关、变阻器以及稳压管,所述整流桥具有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端,所述整流桥的第一输入端与所述控制电路连接,所述整流桥的第二输入端用于与第一电源输入端连接,所述整流桥的第一输出端与所述三端可控开关的第一端连接,所述整流桥的第一输出端还通过偏置电阻与所述三端可控开关的控制端连接,所述三端可控开关的控制端还与所述稳压管的正极连接,所述稳压管的负极与所述整流桥的第二输出端连接,所述变阻器的一端与所述三端可控开关的第二端连接,所述变阻器的调节端与所述第二输出端连接;所述控制电路包括双向可控硅、双向导通二极管以及充放电容,所述双向可控硅的第二电极用于与第一电源输入端连接,所述双向可控硅的第一电极用于与第二电源输入端连接,所述双向可控硅的门极通过所述双向导通二极管与所述充放电容的第一端连接,所述充放电容的第二端用于与第二电源输入端连接,所述整流桥的第一输入端与所述充放电容的第一端连接且所述整流桥的第一输入端用于通过所述充放电容与第二电源输入端连接。

在其中一个实施例中,所述调光触发电路包括第一电阻,所述整流桥的第二输入端与所述第一电阻连接且所述整流桥的第二输入端用于通过所述第一电阻与第一电源输入端连接。

在其中一个实施例中,所述调光触发电路包括第二电阻,所述三端可控开关的第二端通过所述第二电阻与所述整流桥的第二输出端连接。

在其中一个实施例中,所述恒流源电路还包括跳线器,所述跳线器具有输入极以及两个跳线极,所述稳压管包括第一稳压管和第二稳压管,所述三端可控开关的控制端与所述跳线器的输入极连接,两个所述跳线极分别与所述第一稳压管的正极以及所述第二稳压管的正极连接,所述第一稳压管的负极以及所述第二稳压管的负极与所述整流桥的第二输出端连接。

在其中一个实施例中,所述恒流源电路还包括跳线电阻,所述三端可控开关的控制端通过所述跳线电阻与所述跳线器的输入端连接。

在其中一个实施例中,所述三端可控开关的控制端与所述第一稳压管的正极连接。

在其中一个实施例中,所述控制电路还包括回路电阻,所述回路电阻的一端与所述整流桥的第一输入端连接,所述回路电阻的另一端用于与第二电源输入端连接。

在其中一个实施例中,所述调光触发电路还包括熔断器,所述熔断器的一端与所述双向可控硅的第二电极以及所述整流桥的第二输入端连接,所述熔断器的另一端用于与第一电源输入端连接。

在其中一个实施例中,所述双向可控硅的第一电极还用于通过负载与第二电源输入端连接。

一种调光器,包括采用上述任一实施例的所述调光触发电路。

上述调光触发电路,双向可控硅通过恒流源的电流改变实现负载的亮度调节,其中,恒流源的电流通过电位器上的电压变化,再经三端可控开关的放大作用,改变双向可控硅的导通电流,从而改变双向可控硅的导通角,实现了调节负载亮度的功能。由于,电位器不再直接加载于交流电上,使得电变阻器上承受较低的电压和较小的功率,进而减小了电位器的尺寸,降低了制造成本。

附图说明

图1为一实施例的调光触发电路的电路原理图;

图2为又一实施例的调光触发电路的电路原理图;

图3为又一实施例的调光触发电路的电路原理图;

图4为又一实施例的调光触发电路的电路原理图;

图5为又一实施例的调光触发电路的电路原理图;

图6为又一实施例的调光触发电路的电路原理图;

图7为又一实施例的调光触发电路的电路原理图;

图8为又一实施例的调光触发电路的电路原理图。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

例如,一种调光触发电路,包括:控制电路和恒流源电路;所述恒流源电路包括整流桥、三端可控开关、变阻器以及稳压管,所述整流桥具有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端,所述整流桥的第一输入端与所述控制电路连接,所述整流桥的第二输入端用于与第一电源输入端连接,所述整流桥的第一输出端与所述三端可控开关的第一端连接,所述整流桥的第一输出端还通过偏置电阻与所述三端可控开关的控制端连接,所述三端可控开关的控制端还与所述稳压管的正极连接,所述稳压管的负极与所述整流桥的第二输出端连接,所述变阻器的一端与所述三端可控开关的第二端连接,所述变阻器的调节端与所述第二输出端连接;所述控制电路包括双向可控硅、双向导通二极管以及充放电容,所述双向可控硅的第二电极用于与第一电源输入端连接,所述双向可控硅的第一电极用于与第二电源输入端连接,所述双向可控硅的门极通过所述双向导通二极管与所述充放电容的第一端连接,所述充放电容的第二端用于与第二电源输入端连接,所述整流桥的第一输入端与所述充放电容的第一端连接且所述整流桥的第一输入端用于通过所述充放电容与第二电源输入端连接。

请参阅图1,其为一实施例的调光触发电路10,包括:控制电路和恒流源电路;所述恒流源电路包括整流桥db1、三端可控开关、变阻器vr1以及稳压管z0,在本实施例中,三端可控开关为三极管q1,所述整流桥db1具有第一输入端db11、第二输入端db12、第一输出端db13以及第二输出端db14,所述整流桥db1的第一输入端db11与所述控制电路连接,所述整流桥db1的第二输入端db12用于与第一电源输入端p1连接,所述整流桥db1的第一输出端db13与所述三极管q1的集电极连接,所述整流桥db1的第一输出端db13还通过偏置电阻r2与所述三极管q1的基极连接,所述三极管的基极还与所述稳压管的正极连接,所述稳压管的负极与所述整流桥的第二输出端连接,所述变阻器vr1的一端与所述三极管q1的发射极连接,所述变阻器vr1的调节端与所述第二输出端db14连接;所述控制电路包括双向可控硅scr、双向导通二极管db3以及充放电容c0,所述双向可控硅scr的第二电极t2用于与第一电源输入端p1连接,所述双向可控硅scr的第一电极t1用于与第二电源输入端p连接,所述双向可控硅scr的门极通过所述双向导通二极管db3与所述充放电容c0的第一端连接,所述充放电容c0的第二端用于与第二电源输入端p连接,所述整流桥的第一输入端与所述充放电容的第一端连接且所述整流桥的第一输入端用于通过所述充放电容与第二电源输入端连接,其中,所述整流桥db1的第一输入端db11还与所述充放电容c0的第一端连接。

所述双向可控硅scr和双向导通二极管db3组成双向可控硅scr的控制电路,通过改变双向可控硅scr的导通角,改变负载电流的有效值,实现对负载的亮度调整。当双向可控硅scr打开,则负载打开,当双向可控硅scr关闭,则负载关闭。通过调整变阻器vr1的阻值,即可改变双向可控硅scr的导通角,进而改变负载的亮度。

通过上述调光触发电路10,双向可控硅scr通过恒流源的电流改变实现负载的亮度调节,其中,恒流源的电流通过变阻器,由于变阻器的压降以及三极管q1的放大作用,调节变阻器的阻值改变双向可控硅scr的导通电流,从而改变双向可控硅scr的导通角,进而改变负载的电流有效值,实现了调节负载亮度的功能。而且,由于电位器不再直接加载于交流电上,使得电位器上承受较低的电压和较小的功率,进而减小了电位器的尺寸,降低了制造成本。

为了便于补偿负载的亮度,请参阅图2,所述调光触发电路10包括第一电阻r0,所述整流桥db1的第二输入端db12用于通过所述第一电阻r0与第一电源输入端p1连接。所述第一电阻r0的一端与第一电源输入端p1连接,使得电压在所述整流桥db1与所述第一电阻r0之间进行一次分压处理,即使得加载于所述整流桥db1上的电压减小,避免了第一电源输入端p1的高电压直接加载于所述整流桥db1上。所述第一电阻r0的另一端与所述整流桥db1的第二输入端db12连接,使得所述第一电阻r0与所述整流桥db1串联,增加了所述恒流源电路的电阻,然而,所述恒流源电路是与所述控制电路并联,使得所述调光触发电路10的总电阻减小,由于第一电源输入端p1的电压保持不变,从而使得流经所述调光触发电路10的电流有效值增大,即从所述双向可控硅scr的第一电极t1流出的电流有效值增大,也即流经负载的电流有效值增大,实现了补偿负载的亮度。

为了进一步便于补偿负载的亮度,请参阅图3,所述调光触发电路10包括第二电阻r4,所述三极管q1的发射极通过所述第二电阻r4与所述整流桥db1的第二输出端db14连接。由于所述变阻器vr1的调节端与所述整流桥db1的第二输出端db14连接,所述变阻器vr1的一端还与所述三极管q1的发射极连接,使得所述第二电阻r4并联在所述变阻器vr1上,即所述第二电阻r4的一端与所述变阻器vr1靠近所述三极管q1的发射极的一端连接,所述第二电阻r4的另一端与所述变阻器vr1的调节端连接,这样,所述变阻器vr1的调节端在移动的过程中,可以使得从所述三极管q1发射极流入的电流增大,也就使得流入所述整流桥db1第二输出端db14的电流增大,从而调节所述双向可控硅scr的导通角,避免了流经负载的电流的损失。在本实施例中,所述第二电阻r4的阻值为100千欧,所述变阻器vr1的阻值范围为10欧~1兆欧,当所述变阻器vr1的调节端移动至靠近所述三极管q1的发射极的一端时,即所述变阻器vr1的阻值为10欧,所述变阻器vr1与所述电阻的总阻值是要小于10欧,此时,流入所述整流桥db1的第二输出端db14的电流达到最大。当所述变阻器vr1的调节端移动至相对端时,即所述变阻器vr1的阻值最大,此时总电阻仍然小于100千欧,这样,可以保持所述变阻器vr1与所述电阻的总阻值始终小于100千欧,从而确保了流入所述整流桥db1的第二输出端db14的电流;在另一实施例中,为了减小所述变阻器vr1的体积,所述变阻器vr1为微型电位器,其阻值范围为100欧~5千欧,所述第二电阻r4与微型电位器的总阻值始终保持小于5千欧,使得流入所述整流桥db1的第二输出端db14的电流进一步增大,从而使得所述双向可控硅scr的导通角增大,即使得负载的通电时长延长。而且,由于微型电位器的最大阻值为5千欧,使得微型电位器的电阻体的规格较小,加载于微型电位器上的电压要小于直接加载与220伏特的交流源上的电压,在降低了微型电位器承受的电压以及功率的同时,增大了所述双向可控硅scr的导通角,保证了负载有足够的亮度,即避免了负载亮度的损失,也即补偿了负载的亮度。

为了便于跳线操作中所述恒流源电路的正常工作,请参阅图4,所述恒流源电路还包括跳线器j0,所述跳线器j0具有输入极以及两个跳线极,所述稳压管包括第一稳压管z1和第二稳压管z2,所述三极管q1的基极与所述跳线器j0的输入极连接,两个所述跳线极分别与所述第一稳压管z1的正极以及所述第二稳压管z2的正极连接,所述第一稳压管z1的负极以及所述第二稳压管z2的负极与所述整流桥db1的第二输出端db14连接。所述跳线器j0的跳线极作为不同的工作环境的选择开关,所述跳线器j0的跳线极的数量可以设计成多个跳线极,例如,根据所述稳压管的数量决定所述跳线器j0的跳线极的数量,即所述稳压管与所述跳线器j0的跳线极一一对应;又如,所述跳线器j0的跳线极根据所述三极管q1的工作频率决定,由于大部分的电子仪器的工作频率通常有两种,一种为50赫兹的工作频率,另一种为60赫兹的工作频率,为了便于对上述不同功率的多个所述跳线器j0的跳线极的说明,以两个不同的所述跳线器j0的跳线极为例,所述跳线极包括第一跳线极和第二跳线极,所述第一跳线极为50赫兹输出端口,所述第二跳线极为60赫兹输出端口,所述第一跳线极与所述第一稳压管z1的正极连接,所述第一稳压管z1的稳压值为5.1伏特,所述第二跳线极与所述第二稳压管z2的正极连接,所述第二稳压管z2的稳压值为6.2伏特,所述第一稳压管z1的负极以及第二稳压管z2的负极均与所述整流桥db1的第二输出端db14连接,这样,所述跳线器j0可以根据不同所述三极管q1选择不同的工作频率,由于所述三极管q1的基极与发射极的压降不同,选用不同的稳压管可以在跳线的过程中,避免相同的所述稳压管的击穿或者截止问题,即实现了在跳线过程中所述恒流源电路的正常工作。

为了进一步便于跳线操作中所述恒流源电路的正常工作,请参阅图5,所述恒流源电路还包括跳线电阻r3,所述三极管q1的基极通过所述跳线电阻r3与所述跳线器j0的输入端连接。当所述跳线器j0在跳线的过程中,电流的突变会造成所述三极管q1的烧坏,所以在所述三极管q1与所述跳线器j0之间设置一个跳线电阻r3,例如所述跳线电阻r3为电感电阻,通过电阻的感抗作用,使得流经所述跳线电阻r3的电流变化缓慢,其中,所述跳线电阻r3的一端与所述三极管q1的基极连接,所述跳线电阻r3的另一端与所述跳线器j0的输入极连接,这样,根据楞次定律可知,当电感上的电流发生改变时,必定会在电感上产生一个感应电流以阻挡电流的变化,由于最终仍然会恢复至稳定电流,所述跳线电阻r3避免了所述跳线器j0在跳线过程中电流突变导致的所述三极管q1的损坏,即保证了所述恒流源的正常工作。

为了便于所述变阻器vr1上的电压稳定,请参阅图6,所述三极管q1的基极与所述第一稳压管z1的正极连接。当所述跳线器j0的第一跳线极连通时,所述第一稳压管z1的正极虽然与所述三极管q1的基极连接,但是所述第一稳压管z1并未导通,最终导通的稳压管是第二稳压管z2。由于大部分时间所述第二稳压管z2处于导通状态,为了避免所述第二稳压管z2在使用过程中出现的损坏,所述第一稳压管z1可以在所述第二稳压管z2烧坏时起到二次稳压的作用,使得所述变阻器vr1上的电压仍然处于一个较为稳定的电压。所述第一稳压管z1的稳压值为6.2伏特,其值大于所述第二稳压管z2的稳压值,即所述第一稳压管z1的耐压值大于所述第二稳压管z2的耐压值,也即所述第一稳压管z1提供了一个稳定且电压较高的电压,使得所述跳线器j0跳转至60赫兹工作频率时,所述变阻器vr1仍然可以获得稳定的电压,即保证了所述变阻器vr1上的电压稳定性。

为了便于充放电容c0的放电,请参阅图7,所述控制电路还包括回路电阻r1,所述回路电阻r1的一端与所述整流桥db1的第一输入端db11连接,所述回路电阻r1的另一端用于与第二电源输入端p连接。所述充放电容c0的一端与所述整流桥db1的第一输入端db11连接,所述充放电容c0的另一端用于与第二电源输入端p连接,使得所述回路电阻r1与所述充放电容c0并联。所述整流桥db1的第一输入端db11的交流电在所述双向可控硅scr的控制下流经所述充放电容c0,当交流电处于所述双向可控硅scr的导通角内时,此时所述充放电容c0充电,所述充放电容c0充电至所述双向导通二极管db3导通,使得所述双向可控硅scr也导通,从而使得负载点亮。其中,所述双向可控硅scr的导通角处于所述双向可控硅scr的第一象限以及第三象限内,交流电处于所述双向可控硅scr的导通角以外的区域时,所述双向可控硅scr截止,由于所述充放电容c0上还具有电压,而其电容上的电压是不会突变的,只会逐渐地减小,为了使得所述充放电容c0的放电有一个回路,即便于充放电容c0的放电过程,在所述充放电容c0上并联所述回路电阻r1,所述充放电容c0上的电荷就有一个放电负载,使得所述充放电容c0的放电有一个放电回路,避免了所述充放电容c0在放电过程中的电荷流入所述双向导通二极管db3以及所述双向可控硅scr,即避免了长时间的电荷碰撞对所述双向导通二极管db3以及所述双向可控硅scr损坏;在另一实施例中,所述充放电容c0还可以为两个具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器并联,其阻值为0.1uf,所述回路电阻r1的阻值为1.3兆欧。

为了避免交流电过大造成所述双向可控硅scr的击穿,请参阅图8,所述调光触发电路10还包括熔断器fuse1,所述熔断器fuse1的一端与所述双向可控硅scr的第二电极t2以及所述整流桥db1的第二输入端db12连接,所述熔断器fuse1的另一端用于与第一电源输入端p1连接。所述熔断器fuse1安装于所述调光触发电路10的主干流上,由于第一电流源为220伏特的交流电,交流电的电压峰值会大于220伏特,即电压峰值为311伏特,使得交流电的电流也会变化。所述熔断器fuse1在交流电的电流达到最高时,可以有效避免电流过大的问题,所述熔断器fuse1的最大限流电流为5安培,最大有效电压值为250伏特,这样,当第一电源输入端p1的电流大于5安培时,即所述调光触发电路10或负载过载时,所述熔断器fuse1可以直接熔断,使得所述熔断器fuse1断开第一电源输入端p1与所述调光触发电路10的连接,进而避免了大电流将所述双向可控硅scr击穿。

在本实施例中,所述双向可控硅的第一电极还用于通过负载与第二电源输入端连接,所述双向可控硅scr的第一电极t1用于通过所述负载与第二电源输入端p连接,所述负载包括但不局限于led灯以及电机,且所述负载设置于所述调光触发电路10的主干上,通过所述双向可控硅scr的导通角控制所述负载的导通状态。

本发明还提供一种调光器,其包括上述任一实施例所述调光触发电路。

上述调光触发电路以及采用调光触发电路的调光器,所述双向可控硅scr通过恒流源的电流改变实现了负载的亮度调节,其中,恒流源的电流通过电位器上的压降以及三极管q1的放大作用,改变双向可控硅scr的导通电流,从而改变双向可控硅scr的导通角,实现了调节负载亮度的功能。由于,电位器不再直接加载于交流电上,而是通过整流桥db1的整流作用,使得电位器上承受较低的电压和较小的功率,进而减小了电位器的尺寸,降低了制造成本。在另一实施例中,所述三端可控开关还包括场效应管,其功能与所述三极管q1相同,此处不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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