专利名称：缓冲开关的制作方法
技术领域：
本发明是一种含有RC移相电路的可控硅开关。
现在有些用电器在接通电源时，常出现一些有害的电流或机械冲击，如白炽灯的电流冲击会缩短其使用寿命，洗衣机波轮的机械冲击会过份地磨损衣物，同时各种冲击对节能是不利的。另外照明灯具光线的突变，使人的视觉很不舒服。
本发明提供一种可控硅开关，它能在开或关时，用电器上的电压、电流有一段渐变缓冲过程。
本发明是这样实现的在可控硅的移相电路中，设有由单向导电元件和电容器串联的、或者可以等效成单向导电元件和电容器串联的缓冲电路。可控硅开关在开和／或关时，这一缓冲电路能使可控硅的导通角逐渐变化，用电器上的电压逐渐变化，从而避免了或明显降低了电流或机械冲击。
本发明的进一步改进是在双向可控硅的移相电路中设有由两个单向缓冲电路按缓冲电流方向相反地并联在一起的双向缓冲电路。这样可使双向可控硅正反向均受缓冲电路的控制。
以上方案可结合以下附图进一步说明
图1是缓冲电路的几种形式。
图2是含自放电回路的单向可控硅缓冲开关。
图3是含自放电回路的双向可控硅缓冲开关。
图4是延时电路含自放电回路的缓冲开关。
图5是延时缓冲开关。
图6是缓冲电路与限流电阻串联的缓冲开关。
图1中的a图是单向缓冲电路的基本形式，它是由单向导电元件晶体二极管D1和电容器C1串联的电路，箭头表示缓冲电流方向。b图是含放大元件晶体三极管BG1的单向缓冲电路，BG1发射结可等效成单向导电元件，C2与BG1的放大特性可等效成放大了的电容器。c图是在b图的基础上增加了二极管D2，以增加反向耐压。d图是用增强型场效应管的单向缓冲电路，C4、R1、BG3可等效成放大了的电容器。e图是一种双向缓冲电路，可含限流电阻R2、R3。C1～C6称缓冲电容。缓冲电容的充电电流称缓冲电流。
实施例一见图2。
R7、C10是单向可控硅SCR1的移相电路，与双向触发二极管DS1构成脉冲形成电路。D6、C8是单向缓冲电路，它与限流电阻R5串联后，并联在移相电容C10两端。D8～D11是桥式整流电路。这就构成了单向可控硅缓冲开关。
接通K1，正弦交流电源经D8～D11整流，脉动的直流电经R7、R5、D6向C8充电，由于D6切断了C8的放电回路，C8两端电压积累升高，①端的脉动电位随之升高，SCR1导通角逐渐增大，用电器DZ1两端电压逐渐增大至正常值。这是开态缓冲过程。
K1断开后，C8所充电压若不能迅速放掉，将影响短时间内的再次使用，为此设有由BG7、上偏置电阻R4、受K1控制的直流电源E1构成的自放电回路。E1是由R6、D7、C7构成。当K1闭合时，E1上升，BG7截止。K1断开时，E1下降，BG7导通，C8放电。该例适用于频繁开关的用电器，如广告灯、洗衣机等。
单向缓冲电路D6、C8也可与移相电阻R7串联，参考图6。
实施例二见图3。
R11、C17、DS2是双向可控硅KS1的移相及脉冲形成电路。D12、D13、C11、C14构成双向缓冲电路，它与交流限流元件C15(或R10)串联后，并联在移相电容C17两端。这就构成了双向可控硅缓冲开关。
接通K2，正弦交流电源在正半周，当②端电压高于C11两端电压时，经R11、C15、D12向C11充电，负半周以同样的原理经D13向C14反向充电，由于D12、D13分别切断了C11、C14的放电回路，C11、C14的充电电压积累升高，C15对②端的分流作用及移相作用越来越小，KS1导通角逐渐增大，DZ2两端电压逐渐增至正常值。
该例也设有自放电回路，它由BG8、BG9、偏置电阻R9、受K2控制的E2、E3构成。E2、E3由R12、C16、D14、D15、C12、C13构成。当K2闭合，E2上升，E3下降，BG8、BG9截止。K2断开时，E2下降，E3上升，BG8、BG9导通，C11、C14放电。该例与上例相同也适用于开关频繁的用电器。
与双向缓冲电路串联的交流限流元件使用电容器C15比电阻R10效果好得多，C15不但有限流作用，还有移相作用，这样KS1导通角变化平缓。而使用R10取代C15时较小导通角变化出现明显跳跃。图2中C9也有移相作用，但须与R5并联。
实施例三见图4。
R19、C24、DS3是KS2的移相及脉冲形成电路。D19、D20、C20、C21是双向缓冲电路，与交流限流元件C23串联后，并联在移相电容C24两端。
缓冲电容C20、C21接有放电回路BG11、BG12，C20、C21的连接点接公共端④，另两端分别接两集电极或通过电阻接两集电极，两基极之一接公共端④，另一基极作控制端，两发射极直接或通过直流耦合元件相连。该放电回路的优点是当BG11、BG12放大性能相同时，C20的放电电流恰好等于C21的放电电流，可使电路对称地工作。
R14、C18是延时电路。BG10、R13受开关S1控制的直流电源E4构成C18的自放电回路。E2由R18、C22、D17、D18、C19构成，它同时也是R14、C18的供电电源。
该例适于频繁使用的用电器，如洗衣机中洗涤电机的控制。工作情况是这样的当转向开关S1a端与b端刚接通时，③端电压很低，BG11、BG12截止，C20、C21逐渐充电，KS2导通角逐渐增大，洗涤电机转速越来越快，这是开态缓冲过程。随着C18的充电，③端电压升高，D16击穿，BG11、BG12导通，C20、C21经R16、BG11BG12、R17徐徐放电，KS2导通角逐渐减小，洗涤电机转速越来越小，这是关态缓冲过程。当S1a端与b端断开时，E4下降，BG10导通，C18放电，③端重新变为低电位。当a端与C端接通时，重复上述过程。
实施例四见图5。
R25、R26、C30、DS4是KS3的移相及脉冲形成电路。C27、C29、D22、D23是双向缓冲电路，它与交流限流元件C28串联后，等效并联在C30两端。BG13、BG14是C27、C29的放电回路。R21、C26是延时电路。
按一下AN1，C26放电，BG13、BG14截止，C27、C29充电，KS3导通角由零逐渐增大。随着C26的充电，BG13、BG14逐渐导通，C27、C29慢慢放电，KS3导通角逐渐减小为零。该例宜作照明延时开关。需长时间通电可闭合K3，无C26时，K3可作为控制电路单独使用。
延时电路的供电从⑤⑥端取出，具有直流负反馈作用，可加强缓冲效果。R25的接入可提高⑤端交流电位，以满足延时电路的需求。
实施例五见图6。
R31、R32、R33、C34、DS5是KS4的移相及脉冲形成电路。D24、D25、C35、C36是双向缓冲电路，它与移相电阻R33串联，与移相电阻R31、R32可等效为串联，实际使用时可只保留R31和R32或R33。C37、C38为交流分压。BG15是C35、C36的放电回路，R27、C31是延时电路。
平时C31充足电，BG15截止，C35、C36充足电，⑦端交流电位很低，KS4导通角为零。按一下AN2，C31放电，而后充电，由于C32、R30的分流使BG15逐渐导通，C35、C36经R31、BG15、R28、R32逐渐放电，⑦端交流电位上升，KS4先以较小导通角进入开态缓冲过程。随着C31充电电流的减小，C35、C36由放电状态逐渐进入充电状态，⑦端交流电位下降，KS4导通角逐渐下降直至关断。
如果不接入放电回路和延时电路，通过K4可实现关态缓冲过程。
实施例六见图2、图5。
图2中开路BG7，沿虚线接入BG6、延时电路、声、光控电路，以及图5中沿虚线接入声、光控电路，可构成声控照明延时开关。这类电路在白天不受噪音干扰。
综合以上6例，与CN86210698专利申请比较，本发明的缓冲电路可在低电压下工作，电路简单，因而工作可靠成本低；对单双向可控硅都适用，对移相电容回路，移相电阻回路都适用；控制电路简单，控制方便，可分别与不同的放电回路配接，设计出各种专门的实用电路。
本发明的缓冲开关，用在照明灯具上，可增加视觉的舒适感，可延长白炽灯寿命；用在洗衣机上可减少对衣物的磨损；还可用于电动水机、风机以及电热器等；从节电、安全角度考虑有积极的意义。
权利要求1.一种含有RC移相电路的可控硅开关，其特征在于，在可控硅的移相电路中，设有由单向导电元件和电容器串联的、或者可以等效成单向导电元件和电容器串联的缓冲电路。
2.一种如权利要求1所述的可控硅开关，其特征在于，可控硅是双向可控硅，缓冲电路是由两个单向缓冲电路按缓冲电流方向相反地并联在一起的双向缓冲电路。
3.一种如权利要求1或2所述的可控硅开关，其特征在于，缓冲电路与限流元件串联后，并联在移相电容两端，或者可等效为并联。
4.一种如权利要求2所述的可控硅开关，其特征在于，双向缓冲电路与电容器串联后，并联在移相电容两端，或者可等效为并联。
5.一种如权利要求1或2所述的可控硅开关，其特征在于，缓冲电路和移相电阻串联，或者可等效为串联。
6.一种如权利要求3所述的可控硅开关，其特征在于，缓冲电容接有放电回路。
7.一种如权利要求5所述的可控硅开关，其特征在于，缓冲电容接有放电回路。
8.一种如权利要求6所述的可控硅开关，其特征在于，设有延时电路或其它控制电路K3。
9.一种如权利要求8所述的可控硅开关，其特征在于，双向缓冲电路的两个缓冲电容C20、C21接有放电回路BG11、BG12，C20、C21的连接点接公共端④，另两端分别接两集电极或通过电阻接两集电极，两基极之一接公共端④，另一基极作控制端，两发射极直接或通过直流耦合元件相连。
10.一种如权利要求6或8所述的可控硅开关，其特征在于，缓冲电容所接的放电回路是自放电回路，或者在延时电路中接入自放电回路。
专利摘要缓冲开关是一种含有移相电路的可控硅开关。它是在可控硅的移相电路中，设有由单向导电元件和电容器串联的，或者可以等效成单向导电元件和电容器串联的缓冲电路。可控硅开关在开或关时，这一缓冲电路能使可控硅导通角逐渐变化，用电器上的电压逐渐变化，从而避免了电压电流的冲击。用作照明开关，开时灯具由暗逐渐变亮，关时由亮逐渐变暗，降低了视觉的不适感。
文档编号H03K17/26GK2050240SQ8820658
公开日1989年12月27日 申请日期1988年5月31日 优先权日1988年5月31日
发明者曲贤顺 申请人:曲贤顺