专利名称：一种多用途的交流控制电路的制作方法
发明的背景本发明是一个多用途的交流控制电路，例如构成一个在单根交流电源线中串联工作的既能单独调整负载功率或单独调整延时关断时间，又能用单支调整钮使负载在调整功率的同时调定延时关断时间的调功调时器。常见的传统的调光器，由一个双向晶体闸流管TRIAC与至少一个电阻和电容器构成。利用调整交流电相角的方法使负载上得到一个不完全的可调整正弦交流电，从而调整灯的功率与亮度，这种调光器因其简单实用，并且可以仅在单根电源线路中直接取代一个普通电源开关，安装方便，制造成本低，已广泛地被采用。
但是在很多场合，安装了调光器的灯，使用者希望关灯后能保持一段照明时间再自动熄灭，以方便使用者看得见离开房间、过道或准备就寝，可是要在这个调光器线路中串联增加一支延时器是很困难的，因为一般的电子式延时器需要交流电的两个电源线才能正常工作，即使是对于象美国专利U.S.NO.4494012所描述的“Switch Timer”可以串联在单根电源线中取代墙式安装开关的单线延时调节器，如果与一个普通的调光器串联起来使用，由于调光移向调节原理引起交流电流的正弦波形缺陷，将直接影响到上述的延时调节器，使其不能正常工作，何况实际安装时，对于一个灯，墙上仅对应一个开关盒孔，不够安装调光器与延时器两件单独的装置;再则，亦难做到，要求一个调光器与一个延时器之间保持一定的亮度-时间函数关系，可是这种关系往往是实际所需要的，例如，使用者将通过较长的走廊时要求与一个亮度高的灯光和较长的延时，以保证他看得见走完长走廊，而另一种情况使用者在走过较短路程时，又需要调节到较弱的灯光，并要求一个较短延时，以节约电能。
在实际需求中，还需要一种能取代墙式安装开关的单相工作的多种自动开关，如根据环境光强弱自动开关灯的省能自动开关，用声音触发的遥控电源开关或用于防盗与安全保护的光、声、热敏控制开关等，常见的这些类开关大都需要一组电源供电，也即需要用交流电的两根电源线来供电，不便于取代一只控制单线的墙上安装开关，因而通用性差，并且其复杂的电路结构使体积庞大，无法装进标准的墙式安装孔盒中，家用的开关产品对于制造成本的要求更是严苛，一个复杂的结构将大大增加成本，使其丧失实用性。例如，美国专利4002925所描述的墙式安装自动延时调节器和手动开合照明装置(wall mounted automatic timer and manual on-off light switch)就是一个需要两电源线供电和一根输出线的三端子装置，既不能直接取代一般仅串联在单根交流电线中的墙式开关，其复杂的结构又必然需要高昂的制造成本。
美国专利4336464所描述的Two terminal timed electric switch providing zero off state current flow therethrough可以直接串入一个单根电源线中取代普通开关，然而复杂的结构，高昂的制造成本是个缺陷。另外，此种电路原理是利用电流信号经电流互感器变换后的方法来维持电子电路的工作，当使用较小功率的电负载(灯)时，一个较小的电流将不能维持系统的正常工作，使该装置失效，限制了负载的使用范围。
美国专利4494012所描述的Switch Timer可用于单线中取代墙式开关，在用于关灯延迟调时可能是有效的，但其造价仍嫌不便宜，重要的是它们都不能同时具有调光器的功能，如果在线路中增加一支调光器，不但成本大为增加，而且如前所述调光器引起的波形缺陷将使所述的Switch Timer不能正常工作。
美国专利4422018所描述的Automatic lighting disconnect Timer incorporating an acoustic a bost switch用声音激发影响一个开关延时器，但此种装置是一个需用两个电源接头和一个输出线接头的三端头装置，仍不能方便地取代墙上电源开关，不具有通用性，并且系统复杂造价较高，不便形成大量的民用产品，直接影响其实用性。
发明概要本发明的目的是实现最简单、低成本的交流控制器;本发明的另一目的，是实现能串联在单根交流电源线中的方便地取代一般电源开关的并能对多种物理量敏感的多用途交流控制器，本发明的另一目的是实现操作单个调整元件便可同时调整负载功率与时间，并且获得功率与时间之间具有一定函数关系的调功调时控制器。
这些控制器可以是单独的延时断开控制器，也可以是调功调时控制器、光电控制器、声激发控制器以及其它非电量的物理量与其的复合控制器。
在本发明中有至少一个转换器与至少一个触发器，所述的转换器有一个信号输出端连接到所述触发器置位端，所述的转换器与所述触发器两者的供电电源均取至一个主可控制硅开关电路的控制端与信号公共端，主可控硅开关与至少一个电负载与一个交流电源三者连结成为一串联电回路，用这样的电路来实现上述的多种装置。
所述的主可控硅开关电路可以是一个用双向可控硅元件TRIAC的交流开关或一个调光器，在所述的TRIAC的第二阳极与门极间至少接入一个阻抗元件，例如一个电阻器，对于构成一个调光器之用途在TRIAC门极与第一阳极间至少有一个电容器，而在第二阳极与门极间之电阻则是一个可调整电阻(电位器)。对于这样的一个可控硅交流开关，其门极与第一阳极分别接到一个整流电桥的两个交流臂，所述整流电桥的正、负两个直流桥臂中一个则为所述的控制端，另一个则是所述的信号公共端。
所述的主可控硅开关电路可以是一个用单向主可控硅元件SCR与一个主整流电桥连结而成，所述的主SCR的阳极和阴极分别连结到所述的主整流电桥的正、负两个直流桥臂上，所述的主整流电桥的两个交流桥臂与至少一个电负载与一个交流电源连结成串联电回路，所述的主SCR的门极则为所述的控制端，所述的主SCR的阴极则是所述的低电位端，所述的主SCR的阳极与门极间至少联结一个阻抗元件。例如电阻器。
本发明的电路方法中重要的创造性在于从一个主可控硅交流开关的控制端与信号公共端跨接入至少一个转换器，当非电量的变化使转换器输出一个变化的电信号到触发器，使触发器翻转时，一个低阻抗导致使原来导通的主可控硅交流开关控制端短路，使可控硅开关截止，负载失电关断，反之亦然。这样实现了用至少一个或多个非电量来控制电负载和固态开关的目的。由于所述的触发器与所述的转换器跨接在主可控硅开关的控制端与信号公共端之间，例如这个主可控硅开关是一个双向可控硅TRIAC，由于TRIAC门极特性，当TRIAC导通时，TRIAC门极上的残余电压(即每半周期交流电在TRIAC导通前的第二阳极电压经过一个电阻再被门极箝位后那部分电压)远低于交流的电源电压，因此取自门极与第一阳极间的这一残余电压来作为控制电路的电源，使得控制电路的耐压定额要求变得较低，不同于通常的方法是在TRIAC的第二阳极上取得一个近似等于交流电源电压的高电压;这样就降低了制造成本，增加了元件使用可靠性和寿命。对于利用单相主可控硅元件SCR与一个主整流电桥作为主可控硅开关的方案，上述叙述特点亦雷同。
本发明的电路方法的另一重要创造性在于传统的调光器电路中当调整相角时TRIAC门极与第一阳极T1间的残余电压也跟随变化，本发明就将此一变化的残余电压整流后作为所述的触发器与所述的转换器的工作电源;使所述的转换器与所述的触发器都由这个离散而可变的直流脉冲电源供电使之工作于一个全动态的状态，当所述的转换器是一个积分器时，将进行一个时间-电压转换，它本身有一个固定的时间常数，但由于上述的工作电源受相角调整的影响，一个变化的残余电压影响了积分器触发触发器的时间，从而利用调功时相角变化引起的残余电压平均值的变化同时调整了时间，最终实现操作单只调整钮即可获得负载功率(例如灯光亮度)与关断时间的双重控制，这正是很多实际场合所需要的。例如，在一部分公共走廊的照明控制中，当使用者需要走完较长路程前只需简单地调整一个旋钮，即可同时获得一个较高亮度与较长延时的开关时间以便他的需要;而当一个需走较短路程的使用者，简单调整一个旋钮即可获得较弱的灯光和较短的关灯延迟时间，即可够其需要，节约了电能，也防止了从强烈的灯光照明突然走到夜晚的黑暗室外所造成的视觉不适。重要的是，如前所述，此种电路方法解决了在调光器线路中另外单独增加一个延时器的困难性，并且，一个调光器与延时器的合成装置共用了一个TRIAC与一个电位器(可调电阻器)这两个相对最贵的元件，大大节省了制造成本，缩小了体积，增加了本发明的实用性。
本发明的另一创造性还在于所述的积分器的电源是取至主可控硅交流开关的控制端上的残余电压，在主可控硅较大导通角的情况下其残余电压的幅值很低，脉宽很窄，因此在积分器电容器上积分电压的形成十分缓慢，用这个电路方法来构成的延时器，比用常用的完整的正弦交流电源或直流电源作为延时电路的电源在获得相同延迟时间的情况下积分器所需的时间常数要小得多，换言之，可以使用电容量小得多的电容器(或较低阻值电阻)进一步降低了制造成本，也缩小了元件的体积。
图的描述图(1a)是普通的TRIAC交流开关的电路原理图;图(1b)是普通的最简移相调光器的电路原理图;图(1c)是常见的改进型加射频干扰滤波器的实用调光器的电路原理图;
图(2a.b)是本发明的多用途交流控制器的原理方框图;
图(2c.d)是本发明的多用途交流控制器的另一种原理框图与线路图;
图(3)是本发明的多用途交流控制器中所述的转换器的示意图;
图(3a)是符号图;
图(3b)是时间-电压转换积分器的电路原理图;
图(3c)与图(3d)是光电转换器的电路原理图;
图(3e)是声-电转换器电路原理图;
图(3f)是使用其它的传感器的转换器的电路原理图;
图(3g)是其它的发电式传感器的转换器电路原理图;
图(4)是本发明的多用途交流控制器中所述的触发器的示意图;
图(4a)是符号图;
图(4b)是运用可控硅元件SCR所构成的触发器示意图;
图(4c)是运用晶体管互补触发器的电路原理图;
图(4d)是运用放大器作触发器的示意图;
图(5)是本发明的多用途交流控制器构成的单线延时器实施例电路原理图;
图(6)是本发明的多用途交流控制器构成的单线调光调时器实施例电路原理图;
图(7a)是本发明的多用途交流控制器构成的单线亮合型光电自动开关实施例的电路原理图;
图(7b)是本发明的多用途交流控制器构成的单线暗合型光电自动开关实施例的电路原理图;
图(8a)是本发明的多用途交流控制器构成的集成封装在一块基片上的固态交流控制器的电路原理图;
图(8b)是本发明的多用途交流控制器构成的集成封装在一块基片上的另一种固态交流控制器电路图。
本发明的详细说明图(1a)所示是一种常见的TRIAC交流开关电路图，小型机械开关(4)，通过电阻器(3)控制TRIAC(2)的门极电流，使TRIAC(2)两个阳极T1-T2导通或断开，由于负载(1)通过TRIAC(2)的两个阳极T2-T1与电源串联，从而控制了负载启停。在电子技术中通常用一些电子电路来等效或替代图(1a)中之小型开关(4)，构成多用途的交流自动控制器，用多种非电量来控制负载的启停。但是可以看出，当小开关(4)断开时，使TRIAC关断，交流电压其一通过负载(1)，电阻(3)至小开关(4)上端，其二通过T1-G加在小开关(4)的下端，由于这个支路无电流通过，所以在小开关(4)两端得到全部交流电压。如果这支小开关是用一个半导体电子电路来替代以实现多用途的非电量控制，则几乎是全部交流电源电压都加在这个半导体电子电路等效小开关两端，因此，这个位置上的半导体开关器件的耐电压定额必须选择数百伏特的高压器件，这既增加了制造成本，又容易造成击穿损坏，降低了可靠性。
图(1b)是通常的最简单移相调光器的电路图，其中(6)是移相电容器，调整电位器(可变电阻)(5)，即可改变TRIAC(2)之门极触发电流的相角，使TRIAC(2)的导通角变化，从而使负载(1)上的功率变化。
图(1c)是一种常见的改进型实用调光器电路图，图中增加了由电阻、电容器构成的第二移相纲络和触发二极管(9)以改善触发性能和移相范围，滤波器(11)、电容(10)、(10′)构成的一种射频干扰滤波器。如果要用非电量来自动控制上述调光器，在通常采用的方法中，是用一个半导体器件来取代图中的电位器(5)。如上所述，一个近似等于交流电源高电压的电压加在(5)的两端上，同样增加了对半导体器件电压等级的要求，增加了成本，降低了可靠性。如图(2a)所示，本发明的多用途交流控制器采用将一个半导体电子纲络(12)并联于TRIAC(2)的门极G与第1阳极T1之间的办法，如图(2b)所示，一个非电量-电压转换器(13)可以通过电子电路和传感器将一个非电量的变化转换为电信号的变化，用此信号去触发一个具有如象可控硅特性的触发器(14)，使其翻转时，一个低阻抗通过一个整流电桥(15)反射到电桥的交流臂上，由于整流电桥的交流臂分别接到图(1a)或图(1b)或图(1c)的G与T1两端，这个低阻抗的并入将使TRIAC(2)门极电流旁路，使TRIAC(2)关断，负载(1)失电，反之当相反的非电量变化，通过图(2b)中的非电量-电压转换器(13)使电信号也是相反变化时，触发器(14)再反转，一个高阻抗通过整流电桥(15)反射至其交流臂上，使图(1a)、(1b)或(1c)的G与T1两端的门极电流不被旁路，TRIAC(2)获得门极电流又导通，负载(1)得电，这样就实现了一个非电量对交流电的控制过程。
从图(2a)可以看到，无论TRIAC(2)处于导通还是关断状态，TRIAC(2)的G-T1间的电压都远较交流电源电压为低，因此，使图(2a)中的半导体电子控制电路(12)始终工作于较低电压下，降低了制造成本，增加了可靠性。
图(2c)是本发明多用途交流控制器的另一种方案的原理方框图，图(2d)是另一种方案的电路原理图，一个主整流电桥(51)的交流桥臂与负载与电源一同串联在交流电源回路中，其直流桥臂两端跨接一个单向可控硅SCR(52)，其“+”端接SCR阳极(A)，“-”端接到SCR阴极(K)，SCR阳极与阴极间接一个阻抗元件，例如电阻，对于这种方法构成的交流开关(16′)，在其控制端(门极G)与低电压端(阴极K)两端不需再用一个整流电桥而直接并联接入一个所述的触发器(14)与一个所述的非电量一电压转换(13)的电路(12′)，当非电量一电压转换器(13)接受一个非电量的变化使其转换出电压变化去触发所述的触发器(14)使其翻转时，也使看上述的SCR(52)交流开关(16′)翻转，从而控制了负载的运行。
图(3)是本发明的多用途交流控制器中所述的非电量一电压转换器的示意图，图(3a)是符号图，(18)、(20)是供电端，(19)是电压信号输出端，图(3b)是一个用电阻(22)与电容器(23)串接构成的简单积分器，当(18)与(20)端有电压时，(19)端输出一个随时间而指数上升的电压信号，如果(18)、(20)两端施加的电压是一个离散的而非连续的直流电压时，电容(23)上的电压上升时间大大延长。因此，要设计在同样时间电容(23)上得到同样积分电压值，在用离散的直流电压供电下所需电容量(当电阻(22)不变时)将远小于连续直流供电时之电容值。这样就可以选择小容量低耐压电容器，又降低了制造成本，并缩小了体积与重量。
图(3c)和(3d)是使用光敏器件来转换非电量的电路，对于图(3c)，一个上升的照度使(19)端得到一个相应上升的输出电压，而对于图(3d)，一个上升的照度则得到一个相反下降的输出电压，将(19)端的输出去触发。如图(4)的触发器(41)，就会使图(2)系统产生对应于图(3c)来说的暗-合控制器和对应图(3d)的亮-合控制器，从而实现了简单廉价的光电自动控制器，例如，用于节能灯的控制器，用于防盗、防火的控制器，用于产品自动计数与安全保护的控制器等等。
图(3e)是一个使用声电传感器的转换器(30)，(32)可以是一个MICROPHONE或一支压电晶体或陶瓷件，或是一个相应的带有声电转换器的放大器组件，当这种声-电型非电量-电压转换器(30)接入图(2)系统中时，即成一支声触发开关，一个达到某声级的声音使负载瞬时获得一个交流电脉冲。
图(3f)是用其它的参数式传感器(34)构成的转换器(35)，例如磁敏电阻式、热敏电阻式等等，均为参数式传感器。
图(3g)是用发电式传感器(37)的转换器(36)，其中的传感器(37)是如太阳能硅光电池、电磁感应线圈、压电换能器等。
图(4)是本发明多用途交流控制器中所述的触发器示意图，图(4a)是符号图。当在(38)、(40)两端加上电源电压时，可在(39)端输入一个触发电压信号来改变触发器(41)的状态，它的两个状态分别是高阻抗的截止状态和低阻抗的导通状态。如果(38)、(40)两端所加电源电压是一个离散的非连续性电压时，从(39)端送入一个超过触发器(41)的开通阈值的电压，立即使其翻转导通，(38)、(40)两端呈现低阻抗。但当(39)端之信号消失(或降低到足够低)时，(38)、(40)两端的离散电压过零时，触发器(41)自动复位，呈现高阻状态。
图(4b)是运用可控硅或凡具有可控硅的类似特性电路(42)构成触发器示意图。图(4c)是用PNP(44)、NPN(45)晶体管构成的互补触发器(46)的电路图，也可直接应用复合在一块晶片上的PNP半导体四层三端触发器件构成触发器(46)。
图(4d)是一个用放大器作的触发器(47)。
图(5)披露了一个体积微小，结构简单，低成本的单线交流延时器的实施例图(5)中负载(1)与TRIAC(2)串联接在单根交流电源线R中，交流电源线另一端N接到TRIAC(2)的第一阳极T1，电阻(3)从第二阳极T2引入门极触发电流到G，TRAIC(2)、电阻(3)与负载(1)以及交流电源R.N构成了一个普通的可控硅交流开关。当然也可用主SCR构成的交流开关来实施。
本发明在TRIAC(2)的门极G与第一阳极T1之间并联在所述的整流电桥(15)的两交流桥臂(～)、(～)上，整流电桥(15)的直流桥臂(+)、(-)分别接到由PNP晶体管(44)与NPN晶体管(45)互补联接构成的一个触发器(46)的两个供电端，触发器的输入端(39)接到所述积分器(21)的可变电阻器(22)与电容器(23)的联接点(19)上，积分器(21)电源端由整流电桥(15)的直流桥臂供电，当系统处于初始状态时，电容器(23)空，(19)端电压等于(20)端，触发器(46)截止呈高阻抗，整流电桥(15)交流臂也呈高阻抗。从电阻(3)提供的TRIAC(2)门极电流不被整流电桥(15)旁路而直接流入门极G1，TRIAC(2)导通，负载(1)(例如是照明灯)得电发光，同时交流电每个半周期开始时TRIAC(2)导通之前，有一个从零上升的电压经电阻(3)加在门极G上并被G-T1箝位(注可控硅的门极箝位特性不如一只真正的半导体管，故箝位特性较弱)，当正弦波继续下去时，增加的门极电流使TRIAC(2)导通，TRIAC(2)的T2-T1之间的交流高电压消失，在门极上便没有电压，这个过程每半周均会发生一次，当可控硅导通角足够大时，使每个半周在门极G上便会留下一个又低又窄的残余交流电压小尖峰，整流电桥(45)就将此一系列残余电压小尖峰整流成一串离散的非连续直流电供给积分器(21)与触发器(46)工作。这个残余电压通过电位器(22)断续向电容器(23)充电，由于(23)上的电压直接输入到触发器(46)之输入端(39)，当达到其触发阈值时，晶体管(44)与(45)的强烈正反馈使触发器(46)迅速翻转导通，一个低阻抗反射到整流电桥(15)的交流桥臂上，原来使TRIAC(2)导通的门极电流被整流电桥(15)旁路，TRIAC(2)迅速关断，负载(1)(灯)关断，在交流电每周过零时，虽然触发器(46)之供电电压亦过零，但由于电容器(23)已充有电荷，电容两端电压不能突变，而使触发器一旦被触发，在交流电每半周过零后都会保持导通状态，从而维持了负载(1)保持关断状态，完成了整个系统的延时关断功能。调整电阻(22)之值即可调整负载(1)之关断时间。由于利用了TRIAC(2)门极G上离散的非连续残余电压来建立触发器(46)的触发电压，可以使得一个较小容量的低电压电容器(23)获得较长延时，从而降低了成本，缩小了体积，实现了一个低价、高效率、小体积的关断延时器。
图(6)是运用本发明的一种调光调时器电路实施例，其原理与图(5)相似，仅仅是将如图(1a)之TRIAC(2)交流开关改变为(1b)的调光器，图(5)的电阻(3)换成电位器(5)，G-T1间增加了一个移相电容器(6)，又将图(5)的电位器(22)换成固定电阻或微调电阻(22′)，并且还增加由滤波电感(11)与电容器(10)、(10′)构成的∏型射频滤波器，滤去TRIAC(2)引起的高次谐波干扰。
如图(6)所示，在调整电位器(5)时，改变了每半个周期交流电的触发相角，使TRIAC(2)获得移相触发导通，在负载(1)得到一个可变的不完整的正弦交流电，从而改变亮度，独具创造性的是，在改变电位器(5)阻值时不仅调整了负载加率，而且改变了门极残余电压的波形、幅度与宽度，通过整流桥(15)整流后也影响了积分器(21)上电容器(23)的充电速率，最终是在调整负载功率时延时关断的时间亦获得跟随调整。有趣的是对于图(6)的系统，当TRIAC(2)被调整到较大的导通角时，使负载上功率增大，这时由于门极电路残余电压的平均值变小，则亦使积分器(21)的延时时间加长;相反，一个小的导通角在使负载(1)减弱功率时，装置同时跟随调短了时间，因此，导通角与预关断时间自动成了一个函数关系，对于一个以照明灯作为负载的使用于一个公共走廊之类的这样一支调光调时器来说，当关灯后希望灯仍然留有一定时间和亮度留给使用者行走较长路程，则希望有较高的亮度与较长的关灯预留时间，若使用者在仅需行走较短路程，则装置又可同时提供一个较弱的亮度与较短的时间，并且由于这个装置仅需调整一个通常的旋钮，与传统的调光器操作完全一样，即可一箭双雕，不改习惯，使用方便。当然，如果需要时，也可将固定电阻(22)改用一个电位器或微调电阻(22′)，这样可以修正额外的时间以适应更广泛的实际需要。
图(7a)是由本发明构成的亮合型光电自动开关的电路图，其中所述的转换器(27)中的光敏元件(29)可以是一支光敏二极管，也可以是一支光敏三极管，光敏电阻等光敏感元件，当它受光照射时，其阻抗降低，到一定照度时，触发器(46)截止，从低阻抗突变为高阻抗，整流电桥(15)亦呈高抗态，从电阻(3)来之门极触发电流不再被旁路，流入TRIAC(2)之门极(G)，TRIAC(2)导通，负载(1)得电;反之亦然，构成一个光照则通的亮合型自动开关。
图(7b)之原理与图(7a)相似，仅转换器(24)中的光敏元件(25)与电阻(26)是图(7a)的颠倒位置，从而得到一个受光照时关断负载，无光照时开启负载的所谓暗合型自动开关。图(8a)所示的电路图是将本发明集成化并封装在一块基片上，构成一个多用途的固态交流控制器(49)，这个简单的IC只需外接少许元件即可灵活地构成多种实用化的自动控制器。在这种IC中，主TRIAC(2)的T1，T2，G三个电极均引出到外面，触发器(46)的供电端(38)、地端(40)和输入端(39)亦引到外面，触发器(46)仍然接在整流电桥(15)的直流桥臂上，整流电桥(15)的二交流桥臂分别联接到TRIA(2)的门极(G)与第一阳极T1，图(8b)是用一支主SCR(52)与一个主整流桥(51)来代替TRIAC(2)与整流桥(15)的另一种固态多用途交流控制器电路原理图，一个主整流桥(51)的两交流桥臂等效于图(8a)中的TRIAC之T1-T2，与负载串联在一个交流电源线路中作为交流开关，主整流桥(51)的两个直流桥臂中的(+)接一个主SCR(52)的阳极(A)，其直流桥臂(-)接到主SCR(52)的阴极K，主SCR的G与K分别等效原来的整流电桥(15)中的直流桥臂(+)、(-)，并联接于触发器与转换器的电源供电端与“地”端。
用本发明所构成的以上实施例均有共同的特点1.与负载串联单线接入交流电源中工作，可以方便地直接取代普通电源开关;
2.一个调光器与一个延时器合用一支主可控硅与一个电位器，大大节省成本，使结构简单，成本低廉，体积小，便于大规模生产;
3.技术上解决了在调光器单线中再串联接入一支延时器不能正常工作的技术难题;
4.除TRIAC外的其它电子元件都工作于低电压状态，降低了成本，缩小了体积，增加了长期使用可靠性;
5.利用主可控硅交流开关控制极上形成之离散残余电压来供给积分器与触发器电源，可实现不改变使用习惯仅调整单只旋钮即可同时获得功率、时间跟随双重调整效果，并且功率与时间自动形成一定的函数关系，方便实用，可在传统的可控硅交流开关或调光器中方便地加装这一功能;
6.利用主可控硅开关控制端上离散的残余电压来供给积分器电源，使小容量低电压电容器获得较长延时，进一步节省了成本，缩小了体积，增加了可靠性和使用寿命。
权利要求
1.一种多用途的交流控制电路，包含一个可调整导通相角的主可控硅开关电路，至少一个电负载和一个交流电源，以及一个由它们串联联结的电回路，其特征在于，至少有一个触发器，至少有一个转换器，所述的转换器的供电端与“地”端与所述的触发器的供电端与“地”端分别联结到相应的主可控硅开关电路的控制端与信号公共端～所述的转换器的信号输出端连接到所述的触发器的输入端，从一种从主可控硅开关电路的控制端与信号公共端取得一个可随导通相角变化的离散残余电压作为电源使所述的转换器与所述的触发器工作在全动态状态，而使主可控硅交流开关与负载受输入量控制的电路方法；
2.根据权利要求1所述的多用途交流控制电路，其中所述的触发器是由至少一个供电端、一个“地”端和至少一个输入端的，当其输入端加上一个超过触发“开”阈值电平信号即迅速翻转为低阻抗导通状态，而当所述输入端的触发电平信号低于一个“关”阈值电平即迅速反转为高阻抗截止状态电子电路构成，所述的触发器输入端连结到所述的转换器的电信号输出端;
3.根据权利要求1所述的多用途交流控制电路，其中所述的主可控硅开关电路的控制端和信号公共端分别是连接在一个双向可控硅元件TRIAC门极与第一阳极间的一个整流电桥的两个直流桥臂，所述的整流电桥的两个交流桥臂分别接于TRIAC的门极与第一阳极上，主可控硅的第二阳极与门极间至少有一个电阻器，门极与第一阳极间可以连接电容器，所述的转换器的供电端与“地”端分别连接到所述整流电桥的正负两直流桥臂上，所述的触发器的供电端与“地”端也分别联接到所述的整流电桥的正、负两直流桥臂上，所述的转换器的信号输出端连接到所述的触发器的输入端;
4.根据权利要求1所述的多用途交流控制电路，其中所述的主可控硅开关电路的控制端和信号公共端分别是一个单向主可控硅元件SCR的门极和阴极，所述的SCR的阳极与阴接分别连结到一个主整流电桥的正、负两个直流臂上，其阳极与门极间接有至少一个主抗元件，所述的主整流电桥的两个交流桥臂与至少一个电负载与交流电源串联连结成一个电回路，所述的至少一个转换器的供电端与“地”端分别连接到SCR的门极与阴极上，所述的触发器的供电端与“地”端分别联接到SCR的门极与阴极上，所述的转换器的信号输出端连接到所述的触发器的输入端上;
5.根据权利要求2所述的多用途交流控制电路，其中所述的触发器是由至少一个PNP半导体晶体管与至少一个NPN半导体晶体管之二极电结间反并联构成的互补触发器，从其中一个晶体管基极与另一个晶体管集电极相联结端点引出作为输入端，联结到所述的转换器的信号输出端子，所述的PNP半导体晶体管的发射极与NPN半导体晶体管的发射极其中之一连结在所述触发器的供电端，另一个则连结在“地”端，在半导体晶体管的发射结上可并联连接至少一个电阻器;
6.根据权利要求2所述的多用途交流控制电路，其中所述的触发器是由至少一个放大器作触发器构成，所述的放大器作的触发器的输入端与“地”端分别连接到所述触发器的输入端，供电端与“地”上，其输入端接到所述的转换器的信号输出端上;
7.根据权利要求2所述的多用途交流控制电路，其中所述的触发器由至少一个单向可控硅元件构成，所述的单向可控硅门极接到所述转换器的信号输出端上，其阳极与阴极分别对应接到所述转换器的供电端与“地”端;
8.根据权利要求1所述的多用途交流控制电路其中所述的转换器由至少一个参数式传感器和至少一个电阻器连结构成，所述的电阻器与传感器的结点为信号输出端，所述电阻器的另一端为一个供电端，所述传感器的另一端为“地”端，其信号输出端接到所述触发器的输入端;
9.根据权利要求8所述的多用途交流控制电路，其中所述的转换器是一个由至少一个电阻与至少一个电容器构成的积分电路，所述的电阻与所述电容器的连结端接到所述触发器的输入端上，所述电阻的另一端作为所述积分器的一个供电端，所述电容器的另一端作为所述积分器的“地”端;
10.根据权利要求8所述的多用途交流控制电路，其中所述的转换器由至少一个光电敏感元件与至少一个电阻串联构成，所述光电敏感元件与所述电阻的连结点连结到所述触发器的输入端上，所述光敏感元件的另一端作为一个供电端，所述的电阻的另一端作为“地”端;
11.根据权利要求8所述的多用途交流控制电路，其中所述的转换器由至少一个电阻与至少一个光敏元件串联构成，所述电阻与所述光敏元件的结点引出作为信号输出端，所述的电阻的另一端作为供电端，所述光敏元件的另一端作为“地”端;
12.根据权利要求1所述的多用途交流控制电路，其中所述的转换器由至少一个发电式传感器构成，所述的传感器一端接电源“地”端，其另一端接所述触发器的输入端;
13.根据权利要求12所述的多用途交流控制电路，其中所述的发电式传感器由至少一个声-电换能元件构成，所述声-电转换元件的一端接到所述的触发器的输入端上，其另一端作为“地”端;
14.根据权利要求12所述的多用途交流控制电路，其中所述的发电式传感器，至少由一个能接受变化磁通量而感生电信号的电感线圈构成，所述电感线圈的一端接到所述触发器的输入端，其另一端接到“地”端;
15.根据权利要求9所述的多用途交流控制电路，其中所述的积分器是由至少一支电位器(可变电阻器)来代替所述的电阻器构成一个可变时间常数的积分器;
16.根据权利要求1和3所述的多用途交流控制电路，其中所述的触发器供电端和“地”端分别连接到相应所述整流电桥的两个直流桥臂上，所述的整流电桥的两个交流桥臂分别并联到主TRIAC的门极和第一阳极之间，所述的触发器，所述的整流电桥，主TRIAC与其联结成的电路集成封装在一块基片上，主TRIAC的第一阳极、第二阳极、门极、所述触发器的供电端、“地端”、输入端分别联接到IC相对应的引出脚上;
17.根据权利要求1和4所述的多用交流控制电路，其中所述的触发器的供电端与“地”端分别联结到一个单向主可控硅元件SCR的门极与阴极上，所述的单向主SCR的阳极与阴极分别相应联结到一个主整流电桥的正、负两直流桥臂上，所述的主整流电桥的两个交流桥臂、所述主SCR的阴极与门极、所述触发器的供电端、“地”端与输入端分别引出连结到IC的相应引出脚上，所述的触发器、所述的主整流电桥与其电路一起集成封装在一块基片上。
全文摘要
本发明涉及一种多用途的交流控制电路方法，使其能串联在单根交流电源线路中，以简单的方式构成多种交流控制器，诸如一种单线固态延时器，单线固态调功调时器，单线光电自动开关，单线声控固态继电器以及能响应其它物理量的单线固态开关与继电器或它们的多种用途组合的控制器。
文档编号H03K17/28GK1062255SQ90109788
公开日1992年6月24日 申请日期1990年12月4日 优先权日1990年12月4日
发明者刘忠笃 申请人:刘忠笃