专利名称：日光灯、节能灯适用的单线延时开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种单进出线无触点延时开关，特别涉及照明电源开关的延时控制装置，主要是还可适于控制日光灯和节能灯用的单线延时开关。
背景技术：
目前，用于照明的单进出线无触点延时开关有很多，但都只能用于白炽灯，不适用日光灯和节能灯，这是因为所有现用延时开关都存在着开关通断力差的通病。由于单线型有双线型所没有的特殊难点——通力与断力相互影响，所以，只好折中，互相兼顾。这便使得这些现用的延时开关在实用中开时未能全开通、关时未能全关断，具体表现为其在关断状态下受控负载上仍有约1～3mA的电流；在开通时负载上的电压不是完整的正弦波，而是正弦波被截去一部分的剩余部分。截波对多数负载都不太适用，截波又是产生谐波干扰和导致电网波形畸变的主要原因。对尚可适应截波的白炽灯，仍由于截波使平均电压减少而使其得不到额定工作电压造成电光转换效率下降；另外，这些现用的延时开关的导通压降较大，达2～4V，在电流稍大时易造成过热，故在86盒的体积限定下，其工作电流难于做大，现市售品多以1A单向晶闸管(以下简称单硅)作主开关。实际使用中若电流大于0.6A便常失控。这是此类产品急需克服而又未能克服的问题。
(三)实用新型内容本实用新型的目的就是提供一种具有工作稳定、通断力好、电流大、电压适应性极佳，适用于任何性质负载、特别是还可适用于日光灯和节能灯的单进出线无触点延时开关。
为实现上述目的，本实用新型特别设计了一个被手动开关(轻触开关或普通开关)和电子开关(单硅或三极管或场效应管)所控制的超常规的稳态免电的专用单稳来控制一只顺接于整流桥输出端的单硅，这个专用单稳不同于常规单稳之处是它稳态免电，而得电后在工作电源电压升至设定值时便翻转到暂态去触发单硅，当其工作电源电压降到一定值时又翻转到稳态，使得通过手动开关或电子开关对其提供工作电源的储能电容充电后，它便由稳态变为暂态并定时自行返回到稳态，从而控制单硅的开通和延时关断，而上述电子开关则由外界信号(如触摸、感应、声、光……等信号)转换器所控制，即本实用新型是由把非电的信号转换成电信号的信号转换器、手动开关和电子开关、稳态免电的专用单稳、整流桥和单硅构成的单硅交流开关组成的电路芯板配装在开关盒内构成一个完整的产品，而其中的电路芯板上的稳态免电的专用单稳则是本实用新型优于同类产品的关键所在，它由四只电阻、两只二极管、两只电容和一只BTG晶闸管(PUT)连接构成两只电容各一端并接作专用单稳为阴端，两条电阻串联二极管的支路的两个P向端并接作为阳端，两个二极管N向端分别与二电容的各另一端一对一连接再各引一电阻分别接BTG晶闸管的A极和G极，BTG晶闸管的K极为专用单稳的输出端。这个专用单稳与电路芯板上其余器件连接成如下结构专用单稳的阴端接单硅交流开关中的整流桥的负极和阴控单硅K极，专用单稳的输出端接阴控单硅的G极，阴控单硅的A极接整流桥的正极，电子开关并联手动开关后顺向跨接在整流桥的正极和专用单稳的阳端，电子开关的控制端接信号转换器的输出端，整流桥的二输入端为外接线端，使用时与市电和负载串联。
本实用新型的工作原理是在220V交流电经负载输入到整流桥输入端后，整流桥输出端便有220V的脉动直流电，由于单硅无触发电流而处于关断状态，故负载上无电流，若外界有信号使电子开关或手动开关短时开通，则220V脉动直流电便经两条二极管串联电阻的支路分别对二电容充电使其电压上升，其中一电容的电压经电阻加至BTG晶闸管的A极，另一电容的电压经电阻加到BTG晶闸管的G极，由于充电过程中BTG晶闸管的A极电压逐渐比G极电压高并最终高至使BTG晶闸管被触发导通，即专用单稳由稳态变为暂态，于是二电容分别经各自连接BTG晶闸管的电阻从BTG晶闸管经单硅的GK结放电触发单硅导通使负载得电，这样维持一定时间后，电容的放电使BTG，晶闸管的A极电压逐渐降低并最终降至不能维持BTG晶闸管导通而转为截止，即专用单稳由暂态变为稳态，于是单硅触发消失也随后过零关断，电路返回到初始状态。
本实用新型可以做成各种不同控制方式的延时开关，只要采用与外界控制信号对应的信号转换器，便可实现触摸、感应、遥控、声控、光控等各种方式的控制。另外，若手动开关常通，即成为自动间歇通、断开关，其工作原理是单硅关断时电容充电，在BTG晶闸管导通，电容放电时单硅开通，循环通断。这一特点可用于警示灯和艺术灯上。至于通与断的各自时间则由专用单稳中的电阻和电容决定，可选择。
上述电路的导通压降通常在2V以上，在大电流时功耗高、发热大，为了降低导通压降并增大工作电流。本实用新型还可采用以双向晶闸管的T2极和G极跨接于上述整流桥输入端，T1极至G极与一电阻连接，T1和T2极为两个外接线端的电流接续方案，此方案的工作原理是利用单硅导通后的电流在该电阻上形成的电压去触发双向晶闸管导通来作大电流接续的。此时的导通压降小于1V。此方案对于电路结构是在整流桥输出端顺向接单硅，整流桥输入端作外接线端的所谓单硅交流开关或单硅交流调压器均适用。
本实用新型克服了现用线路存在的缺点，具有明显的效果和优点，具体为1、关断性能好，其关断电阻比现用品要高百倍以上，完全满足日光灯和节能灯的关断要求；2、用作接触式控制时无静耗，用作非接触式控制时的静耗比现用品要低百倍，既节能，又使整机寿命及恶劣环境承受力得以提高；3、导通性能好，开通时为零导通，输出完整的正弦波电压，使得任何性质的负载都适用；4、开通压降小，效率比现用线路成倍提高，更节能；5、电压、电流适应范围宽，电流为5mA～5A，电压为110～380V；6、无干扰、可满足EMC的指标；7、电路芯板没有同类品那么复杂，成本比同类品低。
图1是本实用新型最通用的电路芯板电路结构示意图；图2是本实用新型为降低整机的导通压降并增大工作电流而加设的双向晶闸管电流接续方案的电路结构示意图。
具体实施方式本实用新型中，最通用的电路芯板线路结构见图1。它由信号转换器M、手动开关SB、担任电子开关的阳控单硅VS1、超常规的稳态免电的专用单稳、整流桥和阴控单硅VS2一起构成，其中，专用单稳由电阻R1、R2、二极管VD1、VD2、电容C1、C2、电阻R3、R4、BTG晶闸管连接构成；电容C1和C2各一端并接作为阴端，电阻R1串联二极管VD1支路的N向端接电容C1另一端，电阻R2串联二极管VD2支路的N向端接电容C2的另一端，两P向端则并接作为阳端，电容C1另一端至BTG晶闸管的A极与电阻R4连接，电容C2另一端至BTG晶闸管的G极与R3连接，BTG晶闸管的K极为专用单稳的输出端。这个专用单稳与电路芯板上其余器件连接成如下结构专用单稳的阴端接整流桥负极和阴控单硅VS2的K极，专用单稳的输出端接阴控单硅VS2的G极，阳端接手动开关SB的一端和阳控单硅VS1的K极，阳控单硅VS 1的G极接信号转换器M的输出端，整流桥正极接阳控单硅VS1和阴控单硅VS2各自的A极及手动开关SB的另一端，整流桥的输入端作为外接线端。这一结构方式更能表现本实用新型的良好特点其工作过程是在220V交流电经负载输入到整流桥的输入端后，整流桥输出端便有220V的脉动直流电压，由于阴控单硅VS2的G极无触发电流而处于关断状态，故负载无电。若外界有信号使阳控单硅VS1或以手动开关SB短时开通，则220V脉动直流电便经电阻R1串二极管VD1和电阻R2串二极管VD2分别对电容C1和C2充电使其电压上升，电容C1的电压经电阻R4加至BTG晶闸管的A极，电容C2的电压经电阻R3加至BTG晶闸管的G极，由于充电中电容C1的电压逐渐比电容C2高并最终高至使BTG晶闸管被触发导通，即专用单稳由稳态变为暂态，于是电容C1和C2分别经电阻R4和R3从BTG晶闸管经阴控单硅VS2的GK结放电触发阴控单硅VS2导通使负载得电，这样维持一段时间后，电容C1放电使其电压逐渐下降并最终降至不能维持BTG晶闸管导通而转为截止，即专用单稳由暂态返回到稳态，于是阴控单硅VS2的触发消失也随后过零关断，电路返回到初始状态。
本实用新型可做成各种不同控制方式的延时开关，只要采用与控制信号对应的信号转换器M，便可实现触摸、声控、光控、遥控等各种方式的控制。另外，若手动开关SB常通，它便成为自动间歇通、断开关，其工作原理是阴控单硅VS2关断时电容C1、C2充电，在BTG晶闸管导通，电容C1、C2放电时阴控单硅VS2开通，循环通断，此时电路中信号转换器M、阳控单硅VS1没有作用可去掉。
为了降低整机的导通压降并增大工作电流。本实用新型还采用了以双向晶闸管的T2和G极跨接于上述整流桥输入端，T1极至G极以一电阻连接，T1极和T2极为两个外接线端的电流接续方案，此方案的工作原理是利用单硅导通后的电流在该电阻上形成的电压去触发双向晶闸管导通来作大电流接续的。此时的导通压降小于1V。此方案对于电路结构是在整流桥输出端顺向接单硅，整流桥输入端作外接线端的所谓单硅交流开关或单硅交流调压器均适用。
本实用新型还可在原电路基础上加入防止过流、过热、超压、欠压和强制过零触发常规措施，这些属于传统手段，故不作赘述。
在适用器件方面，本实用新型中的阳控单硅VS1和BTG晶闸管及阴控单硅VS2除用一体件外，也都可用二只分立的互补晶体三极管组合而成。
权利要求1.一种日光灯、节能灯适用的单线延时开关，它由信号转换器M、电子开关、手动开关SB、稳态免电的专用单稳、整流桥和单硅构成的单硅交流开关组成的电路芯板配装在开关盒内构成，其特征在于在所述的电路芯板中，稳态免电的专用单稳是由四只电阻R1、R2、R3、R4、两只二极管VD1、VD2、两只电容C1、C2和一只BTG晶闸管连接构成二电容C1、C2各一端并接作为专用单稳的阴端，两条电阻R1、R2串联二极管VD1、VD2的支路的两个P向端并接作为专用单稳的阳端，二极管VD1、VD2两个N向端与二电容C1、C2的各自另一端一对一连接再各自引一电阻R3、R4分别接于BTG晶闸管的G极和A极，BTG晶闸管的K极为专用单稳的输出端，专用单稳的阴端接单硅交流开关中的整流桥的负极和阴控单硅VS2的K极，专用单稳的输出端接阴控单硅VS2的G极，专用单稳的阳端接手动开关SB的一端和阳控单硅VS1的K极，阳控单硅VS1的G极接信号转换器M的输出端，整流桥的正极接阳控单硅VS1的A极和阴控单硅VS2的A极及手动开关SB的另一端，整流桥输入端作为两个外接线端，或者用一只双向晶闸管的T2极和G极跨接于整流桥输入端，双向晶闸管的T1极至G极以电阻跨接，双向晶闸管的T1和T2极为两个外接线端。
专利摘要一种日光灯和节能灯适用的无触点单线延时开关，由信号转换器、电子开关、手动开关、专用单稳、整流桥、单硅连接构成电路芯板配装在开关盒内构成，其特点是专用单稳为稳态免电和短时给电翻转为暂态去触发单硅开通然后定时返回稳态的独特、新颖的电路结构控制模式，使本延时开关的关断电阻大于10MΩ，而开通(5Ma～5A)为零点导通，负载上是完整的正弦波电压，能在110～380V电压范围内工作，无干扰，可满足EMC指标，从而克服了现用品关断电阻小，开通时负载电压非正弦波，压降大，极限电流小，有谐波干扰，只适用白炽灯等不足；在控制方式上，除手动键控外，选择对应的信号转换器，还可触摸、声、光、感应等控制。
文档编号H03K17/28GK2652042SQ03252849
公开日2004年10月27日 申请日期2003年9月17日 优先权日2003年9月17日
发明者吴超忠 申请人:吴超忠