一种非磁保持继电器的单火开关电路的制作方法

1.本实用新型涉及单火开关技术领域，尤其涉及一种非磁保持继电器的单火开关电路。


背景技术：

2.目前家庭装修中大量使用了机械开关，方便对各种家庭用电设备进行开关控制。目前需要在不新增或者重新布线情况下快速升级成智能开关，使用智能单火线开关直接替换是目前最便捷的方式。智能开关与普通机械开关有很大的差别，智能开关能让我们的生活越来越方便。智能开关利用控制板和电子元器件(继电器或者双向可控硅)实现电路智能化通断。它打破了传统机械开关的单一功能。除了本地控制以外还可以通过手机应用程序进行无线控制。目前市场上，现有的单火开关以磁保持继电器的单火开关居多，这类双路磁保持继电器的价格因为材质，工艺等的原因价格居高不下，特别是多路单火开关中有多个磁保持继电器时，在成品成本中的占比也是相当高的。而双向可控硅价格虽然低廉，但是其缺点更大，大功率用电设备可控硅易发烫，发烫后会存在无法控制，关不掉等不良状态的情况。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种非磁保持继电器的单火开关电路，解决了现有开关电路存在的问题。
4.本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种非磁保持继电器的单火开关电路，它包括负载控制模块和电源模块，所述负载控制模块与所述电源模块连接；所述电源模块包括交流电源、第一取电电路、直流降压电路和第二取电电路；所述交流电源分别与所述第二取电电路和所述负载控制模块连接，所述第二取电电路的输出端与所述直流降压电路连接，所述第一取电电路与所述直流降压模块和所述负载控制模块连接；所述直流降压模块的输出端与所述负载控制模块连接。
5.所述第二取电电路包括整流桥、变压器、交直流转换器和光耦；所述交流电源的输出端与所述整流桥的输入端连接，整流桥的输出端与所述变压器的输入端连接，变压器的输出端与所述交直流转换器的输入端连接；所述光耦的反馈端与所述交直流转换器的输出端连接，光耦另一端的阳极与所述变压器后级的二极管d1的阴极连接，光耦另一端阴极通过一稳压管和电阻后接地；二极管d1的阴极还并联有二极管d2和d3。
6.所述直流降压电路包括电压转换芯片u4；所述二极管d3的引脚与所述电压转换芯片u4的第5引脚连接，第4引脚为使能端，通过电阻r13上拉至高电平使能，第6引脚为输出端，经过电感l4和电容c8输出电压，并通过电阻r14，电阻r12接分压，反馈到第3引脚反馈端，通过调节电阻r14和r12的大小调节输出的电压值，然后输入到负载控制模块。
7.所述第一取电电路包括单火取电芯片u5、继电器k1、k2、k3和mos管q1；所述单火取电芯片u5的第1引脚连接二极管d8和电容c6，二极管d8的阳极连接继电器k1、k2、k3输出端，
第2引脚连接电阻r9、r11和电容c9，电阻r9与继电器k1、k2、k3输出端相连，第3引脚的栅极与mos管q1的栅极连接，mos管q1的漏级与继电器k1、k2、k3连接，在mos管q1上并联二极管d10来分担流过q1的电流，mos管q1的漏极还连接二极管d9和电容c12，然后连接到所述直流降压模块。
8.所述负载控制模块包括多路负载检测电路和控制芯片，所述控制芯片与多路负载检测电路和所述继电器k1、k2和k3连接；所述多路负载检测电路还与所述交流电源连接。
9.每路负载检测电路包括一个二极管、两个电阻和一个电容，二极管的阳极接交流用电负载，阴极连接一个电阻再与另一个电阻分压，后与电容并联后的一端，输出到芯片控制端检测。
10.本实用新型具有以下优点：一种非磁保持继电器的单火开关电路，选用非磁保持继电器时是选用12v高电压的，增大取电电压到12v可以更好的控制12v高电压的非磁保持继电器；增大了取电的电压，在取电电流不变的情况下，也就是增大了取电的功率。另外在控制非磁保持继电器中，需要用固定电平驱动一段时间后，再以pwm较低占空比的方式来维持导通，来减小维持继电器导通时的电流，并且主控开关单元在不操作的情况下，应尽量处于休眠模块，这样可以减小待机功耗。
附图说明
11.图1为本实用新型的原理示意图；
12.图2为第二取电电路的电路图；
13.图3为直流降压电路的电路图；
14.图4为第一取电电路的电路图；
15.图5为负载控制模块的电路图；
16.图6为继电器k1的控制示意图；
17.图7为继电器k1控制的保护部分示意图。
具体实施方式
18.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的保护范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本发明做进一步的描述。
19.如图1所示，本实用新型具体涉及一种非磁保持继电器的单火开关电路，它包括负载控制模块和电源模块，所述负载控制模块与所述电源模块连接；所述电源模块包括交流电源、第一取电电路、直流降压电路和第二取电电路；所述交流电源分别与所述第二取电电路和所述负载控制模块连接，所述第二取电电路的输出端与所述直流降压电路连接，所述第一取电电路与所述直流降压模块和所述负载控制模块连接；所述直流降压模块的输出端与所述负载控制模块连接。
20.如图2所示，第二取电电路包括整流桥、变压器、交直流转换器和光耦；所述交流电源的输出端与所述整流桥的输入端连接，整流桥的输出端与所述变压器的输入端连接，变压器的输出端与所述交直流转换器的输入端连接；所述光耦的反馈端与所述交直流转换器的输出端连接，光耦另一端的阳极与所述变压器后级的二极管d1的阴极连接，光耦另一端阴极通过一稳压管和电阻后接地；二极管d1的阴极还并联有二极管d2和d3。
21.进一步地，整流桥包括压敏电阻和电容c2，其主要实现将220v交流电源转换为直流供给变压器。
22.进一步地，交直流转换器电源端经过电容c3滤波电容与电阻r3相连，电阻r3与变压器后端二极管d4的阴极相连，二极管d4的阳极与变压器第二输出端相连。
23.进一步地，光耦的原理是以光为媒介来传输电信号，输入端实现电
→
光转换需要内部发光二极管，反馈端需要光敏三极管，实现光
→
电转换，交直流转换器电源端与光耦反馈端的输出端连接，光耦反馈端的输入端与交流-直流转换器的输出端相连，交流-直流转换器的反馈端连接电阻与电容，电阻与电容另一端接地。光耦的另一端的阳极与变压器后级的二极管的阴极相连，二极管的阳极与变压器相连，二极管的后面有一个电容起到整流滤波的作用、光耦的另一端的阴极与稳压管zd1的阳极相连，稳压管zd1的阴极与电阻r4相连再接地。交直流转换器的反馈端的电压，过大时，说明输出电压过大，此时关闭交直流转换器的drain,达到控制变压器的通断，当交流-直流转换器的反馈端的电压过小时，打开交流-直流转换器的drain，以达到动态的电压输出平衡。交直流转换器的电流采样端，与相连的第五电阻r5到gnd，设置采样大小。
24.如图4所示，直流降压电路包括电压转换芯片u4；所述二极管d3的引脚与所述电压转换芯片u4的第5引脚连接，第4引脚为使能端，通过电阻r13上拉至高电平使能，第6引脚为输出端，经过电感l4和电容c8输出电压，并通过电阻r14，电阻r12接分压，反馈到第3引脚反馈端，通过调节电阻r14和r12的大小调节输出的电压值，然后输入到负载控制模块。
25.进一步地，直流降压电路由第四芯片u4的5号脚输入至芯片，u4的4号脚为使能脚，经过电阻r13上拉至高电平使能，u4的6号脚为输出脚经过电感l4，与电容c8，反馈到电阻r14，与电阻r12到地。电阻r14与电阻r12的大小，决定了输出的电压值。具体计算公式：vout＝0.6*(1+r14/r12)。u4的1号脚为自举电源引脚经过电容到6号脚输出脚，辅助控制芯片内部nmos通断。输出的电压，供控制单元使用。
26.如图4所示，第一取电电路包括单火取电芯片u5、继电器k1、k2、k3和mos管q1；所述单火取电芯片u5的第1引脚连接二极管d8和电容c6，二极管d8的阳极连接继电器k1、k2、k3输出端，第2引脚连接电阻r9、r11和电容c9，电阻r9与继电器k1、k2、k3输出端相连，第3引脚的栅极与mos管q1的栅极连接，mos管q1的漏级与继电器k1、k2、k3连接，在mos管q1上并联二极管d10来分担流过q1的电流，mos管q1的漏极还连接二极管d9和电容c12，然后连接到所述直流降压模块。
27.进一步地，由控制芯片，控制继电器驱动电路，使继电器处于导通状态，当继电器(relay)导通状态下，在vin电压达到芯片开启阈值之前，单火取电芯片u5的3号脚gate为低电平。取电mosfet(q1)为关闭状态，电路为c6充电，vin电压升高。当vin电压达到芯片开启阈值后，单火取电芯片u5内部控制电路开始工作。
28.通过输出采样电阻r9/r11来直接反馈来精确调整vout2输出峰值电压，分压后与
内部基准比较形成闭环后，来恒定输出电压vo。另外需在r11边上并联了一个电容c9，以增加反馈的稳定性。
29.单火取电芯片u5，输出恒定的vo，经过d9二极管，和c12滤波电容后，供给给直流降压模块，降压后供给给控制模块。6号脚:vin电压到达开启阈值约3.5s后，resetn从低电平变为高电平，此信号为控制模块提供使能信号，实现控制芯片的延迟启动。此引脚与控制模块复位口相连，上拉100k电阻至3.3v。在mosfet(q1)上并联d10二极管可以分担流过mosfet(q1)体二极管的电流，降低功耗、减少mosfet发热，提高系统稳定性。
30.如图5所示，负载控制模块包括多路负载检测电路和控制芯片，所述控制芯片与多路负载检测电路和所述继电器k1、k2和k3连接；所述多路负载检测电路还与所述交流电源连接。
31.每路负载检测电路包括一个二极管、两个电阻和一个电容，二极管的阳极接交流用电负载，阴极连接一个电阻再与另一个电阻分压，后与电容并联后的一端，输出到芯片控制端检测。
32.进一步地，分为三路负载检测电路，其中l1、l2、l3为负载的线路，无负载时经过d17和r1，此时无电压输出；当有负载时，经过d17和r1，r19分压到gnd，并联c10到gnd后，有3v高电平输出。当无负载时，误操作按键，继电器不动作，减小功耗，有利于系统稳定。
33.如图6所示，当控制芯片工作后，按键被触发后，控制芯片检测到按键触发，给按键检测按键相对应的继电器的开或关信号，从而控制灯亮灭。以继电器k1来举例，控制芯片信号经过r12，到q4的输入端，此时q4导通，rrelay_on1，接地。继电器控制端dcdc-input,与rrelay_on1有压差，使继电器被控制端导通。
34.如图7所示，当接收到控制芯片发出的开或关信号，控制部分开或者继电器；d11,d12,d13，二极管，做保护继电器用，继电器分控制部分与被控制部分，当控制芯片电压增大到一定的量时，控制导通继电器后，为控制完成，当控制完成时，电压减小，继电器控制部分内部电感，由于自感效应，会产生一个电压阻止电压减小。若不加继电器，可能会导致继电器损坏，加二极管会将电压导回到继电器控制部分输入端，到达续流作用。
35.其中，控制芯片是单火开关的处理核心，用于开关继电器，检测按键等功能，控制芯片是用电设备，在不使用单火开关的时候，需让控制芯片处于低功耗休眠模式，减小功耗，保证系统运行，增加可靠性。
36.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。