一种基于交流电产生时钟脉冲信号的电路的制作方法

本发明属于同步控制技术领域，具体涉及一种基于交流电产生时钟脉冲信号的电路。

背景技术

在智能家居中，很多产品越来越智能化，即通过运行产品内置的智能化程序，即可实现相应的智能功能。但是在智能化程序运行过程中，一般需要晶振电路单元来提供恒定频率的时钟脉冲信号，如果要同步控制2台以上的智能家居产品，比如智能灯，一个家庭都有多盏灯，如果想同步控制这些灯的亮度或者颜色的变化，将会存在如下技术问题：(1)若为每台智能家居产品配置独立的通信模块(例如rs232接口或wifi无线通信模块等)，并通过这些通信模块来控制多产品的协同工作，将无疑增加产品成本和体积；(2)若这些智能家居产品均不具有独立的通信模块，则仅能依靠产品中的晶振电路单元来进行精确计时(即提供时钟脉冲信号)，并基于相同的时钟脉冲信号来实现同步控制，但是在实际应用过程中，由于温度的变化会导致晶振出现频偏现象，会使得各产品内部的时钟脉冲信号存在差异，进而导致产品间的同步不再可能。因此有必要提供一种成本低且又容易对多台智能家居产品进行同步控制的技术方案。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种可布置在智能家居产品中的且基于交流电产生时钟脉冲信号的电路。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于交流电产生时钟脉冲信号的电路，包括整流电路单元、稳压滤波电路单元、第一限流支路单元、第一稳压二极管、第二稳压二极管、第一电阻、第二电阻和第一场效应管，其中，所述整流电路单元的输入端用于导入交流电，所述整流电路单元的输出端电连接所述稳压滤波电路单元的输入端，所述稳压滤波电路单元的输出端用于导出直流电，所述第一稳压二极管的稳定电压高于所述第二稳压二极管的稳定电压，所述第一稳压二极管与所述第二稳压二极管的稳定电压之差高于所述第一场效应管的开启电压；

所述第一限流支路单元的一端电连接所述整流电路单元的输出端，所述第一限流支路单元的另一端分别电连接所述第一稳压二极管的阴极和所述第二稳压二极管的阴极，所述第二稳压二极管的阳极分别电连接所述第一电阻的一端和所述第一场效应管的栅极，所述第一场效应管的漏极电连接所述第二电阻的一端并作为第一时钟脉冲信号输出端；

所述第二电阻的另一端导入直流电压，所述第一场效应管的源极、所述第一电阻的另一端和所述第一稳压二极管的阳极分别接地。

优化的，所述稳压滤波电路单元包括二极管和电解电容，其中，所述二极管的阳极作为所述稳压滤波电路单元的输入端；

所述二极管的阴极电连接所述电解电容的正极并作为所述稳压滤波电路单元的输出端，所述电解电容的负极接地。

优化的，还包括与所述第一限流支路单元串联的第一高频滤波支路单元。

优化的，还包括与所述第一电阻并联的第一电容。

优化的，所述第一场效应管采用型号为sn7002的nmos管。

本发明所采用的另一种技术方案为：

一种基于交流电产生时钟脉冲信号的电路，包括整流电路单元、稳压滤波电路单元、第二限流支路单元、第三限流支路单元、第三电阻、第一二极管、第三稳压二极管和电压比较器，其中，所述整流电路单元的输入端用于导入交流电，所述整流电路单元的输出端电连接所述稳压滤波电路单元的输入端，所述稳压滤波电路单元的输出端用于导出直流电；

所述第二限流支路单元的一端和所述第三限流支路单元的一端分别电连接所述整流电路单元的输出端，所述第二限流支路单元的另一端分别电连接所述第三电阻的一端和所述电压比较器的第一输入端，所述第三限流支路单元的另一端电连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极分别电连接所述第三稳压二极管的阴极和所述电压比较器的第二输入端，所述电压比较器的输出端作为第二时钟脉冲信号输出端；

所述电压比较器的vcc引脚导入直流电压，所述电压比较器的gnd引脚、所述第三电阻的另一端和所述第三稳压二极管的阳极分别接地。

优化的，还包括第二场效应管和第四电阻；

所述第二场效应管的栅极电连接所述电压比较器的输出端，所述第二场效应管的漏极电连接所述第四电阻的一端并作为第三时钟脉冲信号输出端；

所述第四电阻的另一端导入直流电压，所述第二场效应管的源极接地。

进一步优化的，还包括光电耦合器和第五电阻；

所述光电耦合器的发光源正极电连接所述第四电阻的一端，所述光电耦合器的发光源负极电连接所述第二场效应管的漏极，所述光电耦合器的受光器正极电连接所述第五电阻的一端并作为第四时钟脉冲信号输出端；

所述第五电阻的另一端导入直流电压，所述光电耦合器的受光器负极接地。

优化的，还包括与所述第二限流支路单元串联的第二高频滤波支路单元和/或低频滤波支路单元。

优化的，在所述第三电阻的两端之间并联有第二电容和/或阳极接地的稳压二极管，在所述第三稳压二极管的阴极与阳极之间并联有第三电容。

本发明的有益效果为：

(1)本发明创造提供了一种将供电网络中的交流电信号转换为倍频时钟脉冲信号的新型电路，进而使得在将该新型电路布置于智能产品中后，可应用输出的时钟脉冲信号作为智能产品内部计数/计时电路等单元的输入信号，由此不但可以缺省设计晶振电路单元，规避因工作温度而带来的频偏现象及计时偏差，还可以确保在接入同一供电网络的多台智能产品中得到相同的时钟脉冲信号，利于实现同步控制多台智能产品的目的，满足智能家居需求；

(2)在将所述电路布置于同步控制系统的多台智能产品中后，无需为每台智能产品配置独立的通信模块，不但可以降低成本，利于产品体积小型化，还可以避免因通信干扰因素而影响同步控制功能的一致性；

(3)所述电路还具有工作稳定、适用范围广、结构简单和易于实现等优点，便于实际推广和应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的第一种基于交流电产生时钟脉冲信号的电路图。

图2是本发明提供的在第一种基于交流电产生时钟脉冲信号的电路中多个节点的电信号波形图。

图3是本发明提供的第二种基于交流电产生时钟脉冲信号的电路图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b，同时存在a和b三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，a/和b，可以表示：单独存在a，单独存在a和b两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例一

如图1和2所示，本实施例提供的所述第一种基于交流电产生时钟脉冲信号的电路，包括整流电路单元、稳压滤波电路单元、第一限流支路单元、第一稳压二极管dz1、第二稳压二极管dz2、第一电阻r1、第二电阻r2和第一场效应管q1，其中，所述整流电路单元的输入端vin用于导入交流电，所述整流电路单元的输出端电连接所述稳压滤波电路单元的输入端，所述稳压滤波电路单元的输出端vout用于导出直流电，所述第一稳压二极管dz1的稳定电压高于所述第二稳压二极管dz2的稳定电压，所述第一稳压二极管dz1与所述第二稳压二极管dz2的稳定电压之差高于所述第一场效应管q1的开启电压；所述第一限流支路单元的一端电连接所述整流电路单元的输出端，所述第一限流支路单元的另一端分别电连接所述第一稳压二极管dz1的阴极和所述第二稳压二极管dz2的阴极，所述第二稳压二极管dz2的阳极分别电连接所述第一电阻r1的一端和所述第一场效应管q1的栅极，所述第一场效应管q1的漏极电连接所述第二电阻r2的一端并作为第一时钟脉冲信号输出端pout1；所述第二电阻r2的另一端导入直流电压vcc，所述第一场效应管q1的源极、所述第一电阻r1的另一端和所述第一稳压二极管dz1的阳极分别接地。

如图1和2所示，在所述第一种基于交流电产生时钟脉冲信号的电路结构中，所述整流电路单元用于将交流电转换为全部为正电压的“馒头”型波形(如图2所示中vd)，其可以但不限于为如图1所述的二极管整流桥db1。所述稳压滤波电路单元用于对“馒头”型波形进行稳压和滤波，得到稳定纯洁的直流电，以便为智能产品中的电源模块提供电能。所述第一限流支路单元用于限流，其可以但不限于为如图1所示的插件电阻r11(其阻值通常设为1m欧姆以上)或由至少2个贴片式电阻串联起来的串联支路，由于所述第一限流支路单元一般需要承受大于311v的电压，而贴片式电阻会受到耐压限制，因此优选采用插件电阻。

所述第一稳压二极管dz1与串联的所述第二稳压二极管dz2和所述第一电阻r1并联，由于所述第一稳压二极管dz1的稳定电压(如图1所示，举例为20v)高于所述第二稳压二极管dz2的稳定电压(如图1所示，举例为16v)，使得当所述第一稳压二极管dz1处于稳压状态时，所述第一电阻r1的端电压等于所述第一稳压二极管dz1与所述第二稳压二极管dz2的稳定电压之差(即vgs可等于4v)，由于该端电压高于所述第一场效应管q1的开启电压(一般不超过2v)，因此可使所述第一场效应管q1的漏源极之间进入饱和导通状态，在所述第一时钟脉冲信号输出端pout1输出低电平。反之，当所述第一电阻r1的端电压低于所述第一场效应管q1的开启电压时，会导致所述第一场效应管q1的漏源极之间进入截止状态，在所述第一时钟脉冲信号输出端pout1输出高电平vcc。

根据如图2所示的电路中多个节点的电信号波形图，可知最终在所述第一时钟脉冲信号输出端pout1能够输出具有恒定频率的方波脉冲信号(该方波脉冲信号的频率为交流电频率的两倍)，因此可将该方波脉冲信号作为智能产品内部计数/计时电路等单元的输入信号，实现计数或计时功能。由此在将所述电路布置于智能产品中后，不但可以缺省设计晶振电路单元，规避因工作温度而带来的频偏现象及计时偏差，还可以确保在接入同一供电网络的多台智能产品中得到相同的时钟脉冲信号，利于实现同步控制多台智能产品的目的，满足智能家居需求。此外，在将所述电路布置于同步控制系统的多台智能产品中后，无需为每台智能产品配置独立的通信模块，不但可以降低成本，利于产品体积小型化，还可以避免因通信干扰因素而影响同步控制功能的一致性。

优化的，所述稳压滤波电路单元包括二极管d11和电解电容c11，其中，所述二极管d11的阳极作为所述稳压滤波电路单元的输入端；所述二极管d11的阴极电连接所述电解电容c11的正极并作为所述稳压滤波电路单元的输出端，所述电解电容c11的负极接地。如图1所示，所述二极管d11用于隔开所述电解电容c11，防止直流电的反灌。所述电解电容c11用于滤除交流电信号，使得可最终得到稳定纯洁的直流电，其可以但不限于为铝电解电容。

优化的，还包括与所述第一限流支路单元串联的第一高频滤波支路单元。如图1所示，所述第一高频滤波支路单元用于抑制高频电信号(即干扰信号)流向所述第一电阻r1，提升电路的抗干扰能力，其可以但不限于为电感元件或磁珠元件。

优化的，还包括与所述第一电阻r1并联的第一电容c1。如图1所示，通过设置所述第一电容c1，可以滤除所述第一电阻r1的端电压中的干扰信号，进一步提升电路的抗干扰能力，其可以但不限于为陶瓷电容。

优化的，所述第一场效应管q1可以但不限于采用型号为sn7002的nmos管。由于该nmos管的开启电压一般为2v左右，可以满足设计需求。此外，也可以采用其他带基准电压的器件替代，例tl431器件(一种具有良好热稳定性能的三端可调分流基准源)。

综上，采用本实施例所提供的第一种基于交流电产生时钟脉冲信号的电路，具有如下技术效果：

(1)本实施例提供了一种将供电网络中的交流电信号转换为倍频时钟脉冲信号的新型电路，进而使得在将该新型电路布置于智能产品中后，可应用输出的时钟脉冲信号作为智能产品内部计数/计时电路等单元的输入信号，由此不但可以缺省设计晶振电路单元，规避因工作温度而带来的频偏现象及计时偏差，还可以确保在接入同一供电网络的多台智能产品中得到相同的时钟脉冲信号，利于实现同步控制多台智能产品的目的，满足智能家居需求；

(2)在将所述电路布置于同步控制系统的多台智能产品中后，无需为每台智能产品配置独立的通信模块，不但可以降低成本，利于产品体积小型化，还可以避免因通信干扰因素而影响同步控制功能的一致性；

(3)所述电路还具有抗干扰能力强、适用性灵活、结构简单和易于实现等优点，便于实际推广和应用。

实施例二

如图3所示，本实施例提供了另一种基于交流电产生时钟脉冲信号的电路，其与实施例一的不同之处在于：包括整流电路单元、稳压滤波电路单元、第二限流支路单元、第三限流支路单元、第三电阻r3、第一二极管d1、第三稳压二极管dz3和电压比较器u1，其中，所述整流电路单元的输入端vin用于导入交流电，所述整流电路单元的输出端电连接所述稳压滤波电路单元的输入端，所述稳压滤波电路单元的输出端vout用于导出直流电；所述第二限流支路单元的一端和所述第三限流支路单元的一端分别电连接所述整流电路单元的输出端，所述第二限流支路单元的另一端分别电连接所述第三电阻r3的一端和所述电压比较器u1的第一输入端，所述第三限流支路单元的另一端电连接所述第一二极管d1的阳极，所述第一二极管d1的阴极分别电连接所述第三稳压二极管dz3的阴极和所述电压比较器u1的第二输入端，所述电压比较器u1的输出端作为第二时钟脉冲信号输出端pout2；所述电压比较器u1的vcc引脚导入直流电压vcc，所述电压比较器u1的gnd引脚、所述第三电阻r3的另一端和所述第三稳压二极管dz3的阳极分别接地。

如图3所示，在所述第二种基于交流电产生时钟脉冲信号的电路结构中，所述整流电路单元和所述稳压滤波电路单元的作用及电路结构与实施例一中的对应电路单元一致，于此不再赘述。所述第二限流支路单元和所述第三限流支路单元的作用及电路结构与实施例一中的所述第一限流支路单元一致，于此不再赘述。

所述第三电阻r3用于为所述电压比较器u1的第一输入端(即如图3所示的input+引脚)提供第一比较电平。所述第一二极管d1用于作为隔离二极管，所述第三稳压二极管用于为所述电压比较器u1的第二输入端(即如图3所示的input-引脚)提供第二比较电平。所述电压比较器u1用于根据两比较电平的比较结果，输出如下电平：(1)当所述第三稳压二极管dz3的阴极电压低于所述第三电阻r3的端电平时，在所述电压比较器u1的输出端(即如图3所述的output引脚)输出高电平；(2)当所述第三稳压二极管dz3的阴极电压高于所述第三电阻r3的端电平时，在所述电压比较器u1的输出端输出低电平。由此也可以得到作为用于运行智能程序的处理芯片的时钟脉冲信号的方波脉冲信号。此外，所述电压比较器u1可以但不限于采用基于运算放大器的电压比较电路。

由此可使本实施例具有与实施例一相同的技术效果，于此不再赘述。此外，所述第三电阻r3的一端和所述第三稳压二极管dz3的阴极也可以交替电连接所述电压比较器u1的input+引脚和input-引脚。

优化的，还包括第二场效应管q2和第四电阻r4；所述第二场效应管q2的栅极电连接所述电压比较器u1的输出端，所述第二场效应管q2的漏极电连接所述第四电阻r4的一端并作为第三时钟脉冲信号输出端pout3；所述第四电阻r4的另一端导入直流电压vcc，所述第二场效应管q2的源极接地。如图3所示，所述第二场效应管q2用于对初始生成的方波脉冲信号进行信号放大，以提供更大电流需求的时钟脉冲信号，满足处理芯片的工作需求。

进一步优化的，还包括光电耦合器u2和第五电阻r5；所述光电耦合器u2的发光源正极电连接所述第四电阻r4的一端，所述光电耦合器u2的发光源负极电连接所述第二场效应管q2的漏极，所述光电耦合器u2的受光器正极电连接所述第五电阻r5的一端并作为第四时钟脉冲信号输出端pout4；所述第五电阻r5的另一端导入直流电压vcc，所述光电耦合器u2的受光器负极接地。如图3所示，通过所述光电耦合器u2的光电隔离作用，可保护需要接入方波脉冲信号的处理芯片的输入引脚。例如当运行智能程序的处理芯片位于电源变压器的次级时，则需要使该处理芯片的输入引脚电连接所述第四时钟脉冲信号输出端pout4；而在其他情况时，可电连接所述第二时钟脉冲信号输出端pout2或所述第三时钟脉冲信号输出端pout3，从而可以灵活使用，大大提升适用性。

优化的，还包括与所述第二限流支路单元串联的第二高频滤波支路单元和/或低频滤波支路单元。如图3所示，所述第二高频滤波支路单元的作用及电路结构与实施例一中的第一高频滤波支路单元相同，于此不再赘述。所述低频滤波支路单元用于滤除低频信号，进一步提升抗干扰能力，其可以但不限于采用稳定电压在10v以上的稳压二极管，由此在干扰信号的幅度小于10v时，使所述第三电阻r3的端电压不会发生变化。

优化的，在所述第三电阻r3的两端之间并联有第二电容c2和/或阳极接地的稳压二极管，在所述第三稳压二极管dz3的阴极与阳极之间并联有第三电容c3。如图3所示，通过设置所述第二电容c2和/或阳极接地的稳压二极管，与实施例一相比，同样是为了滤除低频干扰信号，确保在所述电压比较器的第一输入端不存在干扰信号，进一步提升抗干扰能力，其中的所述第二电容c2可优选采用容值为100nf的陶瓷电容。同理，通过设置所述第三电容c3，除了为所述电压比较器u1的第二输入端提供稳定的基准电压之外，也是为了滤除干扰信号，进一步提升抗干扰能力；所述第三电容c3同样可优选采用容值为100nf的陶瓷电容。

本实施例的技术效果与实施例一的技术效果相同，于此不再赘述。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。