一种带互锁功能的消防电子开关电路的制作方法

本发明涉及一种电子开关，具体是一种带互锁功能的消防电子开关电路。

背景技术：

电子开关的正常工作回路是火线和负载之间，开关待机时并不接通负载，电子开关的触发导通形式比较多，比如：按压、轻触、声光控、红外线等各种方式(通过这些触发形式实现正常接通负载工作)，但当有火灾等消防情况发生时，给消防火线端通上电，则电子开关会强制接通负载(一般是照明灯)，即：起到强制环境照明等用途。

目前市面上的电子消防开关主要由以下几种接线及控制方式：

(1)4线式电子消防开关，接线方式：火线、消防火线、零线、负载线。

此类消防开关布线繁琐，且是机械触点，寿命不理想。

(2)一种是3线式电子消防开关，接线方式：火线、消防火线(信号控制)、负载线。

此类开关的消防线只是起到信号控制作用，给消防火线通上电后，实际导通回路仍然是火线和负载形成回路。而且最大的问题是消防火线有着严格的要求：消防火线必须专用，不能接本类型消防开关以外的任何用电器(如应急灯、安全出口指示灯等),应用有局限性。

(3)另一种3线式电子消防开关，接线方式：火线、消防火线(实际供电)、负载线。

此类开关的消防线可以直接给负载供电，但目前市面上的产品大多采用继电器(含磁保持继电器)来实现，此类型消防开关成本高且是机械触点，寿命不理想，最大问题是产品稳定性差，且采用磁保持继电器的消防开关必须要求给火线端正常通电后才可正常使用，否则开关的初始状态不确定。

此类型开关前期无法采用可控硅作为开关器件，因为两路输入(火线、消防火线)对应一路输出(共用负载)无法实现互锁(即：一路输入跟负载接通后，另一路则不能导通)，否则当正常开关回路(火线和负载之间的回路)导通后，如果消防回路(消防火线和负载之间的回路)不强制关闭，那么火线就会直接通过负载端通向消防火线端，而本开关的消防火线端通向系统内所有开关的消防火线端，这样就会造成其它开关全部点亮(本不该点亮)且同时也会造成本开关因过载而烧坏(所有其它开关都通过本开关的消防回路供电)。

技术实现要素：

本发明要解决的问题在于提供一种高压TSC动态无功补偿装置试验平台，为高压无功补偿装置的研发实验和出厂调试提供指导性依据，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带互锁功能的消防电子开关电路，包括整流桥BR1、整流桥BR2、三极管Q1、单向晶闸管SCR1和光耦合器U1，所述整流桥BR1的端口1连接保险丝F1，整流桥BR1的端口2连接电阻R1、单向晶闸管SCR1的阳极和单向晶闸管T1的阳极，电阻R1的另一端连接电阻R6和三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极连接电阻R10和三端稳压器U3的脚1，单向晶闸管SCR1的阴极连接电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3、二极管Z1的阳极、三端稳压器U3的脚2和整流桥BR1的端口4，电阻R6的另一端连接二极管D4的阴极和三极管Q1的基极，单向晶闸管SCR1的控制极连接二极管D1的阳极和电阻R4，二极管D1的阴极连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接二极管D3的阳极、电阻R7、电容C1和电阻R3，单向晶闸管T1的控制极连接电阻R8，电阻R8的另一端连接电阻R9和光耦合器U1内部三极管的集电极，光耦合器U1内部三极管的发射极接地，光耦合器U1内部发光二极管的阳极连接电阻R2，电阻R2的另一端连接电阻R12、电容C4、二极管D6的阴极和二极管D7的阳极，整流桥BR2的端口3连接热敏电阻RNTC和整流桥BR1的端口3，热敏电阻RNTC的另一端连接负载LOAD，整流桥BR2的端口2连接电阻R14、单向晶闸管SCR2的阳极和单向晶闸管T2的阳极，单向晶闸管SCR2的控制极连接二极管D5的阳极和电阻R11，电阻R11的另一端连接电阻R13、电容C5和单向晶闸管SCR2的端口4，单向晶闸管T2的控制极连接电阻R15，电阻R15的另一端连接电阻R16和光耦合器U2内部三极管的集电极，光耦合器U2内部三极管的发射极接地，光耦合器U2内部发光二极管的阳极连接电阻R7，电阻R16的另一端连接二极管Z2的阴极、电阻R14的另一端和电容C6的另一端。

作为本发明的优选方案：所述二极管Z1为稳压二极管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)采用可控硅作为开关器件，可实现产品频繁开关的寿命要求(开、关次数远远大于机械触点)。(2)火线和负载回路、消防火线和负载回路，两个回路实现互锁，即：一个回路导通时，另一回路不导通。(3)产品无需初始化，无需给火线端先通电,消防回路可直接通电工作，稳定可靠。

附图说明

图1为带互锁功能的消防电子开关电路的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种带互锁功能的消防电子开关电路，包括整流桥BR1、整流桥BR2、三极管Q1、单向晶闸管SCR1和光耦合器U1，所述整流桥BR1的端口1连接保险丝F1，整流桥BR1的端口2连接电阻R1、单向晶闸管SCR1的阳极和单向晶闸管T1的阳极，电阻R1的另一端连接电阻R6和三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极连接电阻R10和三端稳压器U3的脚1，单向晶闸管SCR1的阴极连接电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3、二极管Z1的阳极、三端稳压器U3的脚2和整流桥BR1的端口4，电阻R6的另一端连接二极管D4的阴极和三极管Q1的基极，单向晶闸管SCR1的控制极连接二极管D1的阳极和电阻R4，二极管D1的阴极连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接二极管D3的阳极、电阻R7、电容C1和电阻R3，单向晶闸管T1的控制极连接电阻R8，电阻R8的另一端连接电阻R9和光耦合器U1内部三极管的集电极，光耦合器U1内部三极管的发射极接地，光耦合器U1内部发光二极管的阳极连接电阻R2，电阻R2的另一端连接电阻R12、电容C4、二极管D6的阴极和二极管D7的阳极，整流桥BR2的端口3连接热敏电阻RNTC和整流桥BR1的端口3，热敏电阻RNTC的另一端连接负载LOAD，整流桥BR2的端口2连接电阻R14、单向晶闸管SCR2的阳极和单向晶闸管T2的阳极，单向晶闸管SCR2的控制极连接二极管D5的阳极和电阻R11，电阻R11的另一端连接电阻R13、电容C5和单向晶闸管SCR2的端口4，单向晶闸管T2的控制极连接电阻R15，电阻R15的另一端连接电阻R16和光耦合器U2内部三极管的集电极，光耦合器U2内部三极管的发射极接地，光耦合器U2内部发光二极管的阳极连接电阻R7，电阻R16的另一端连接二极管Z2的阴极、电阻R14的另一端和电容C6的另一端。

二极管Z1为稳压二极管。

本发明的工作原理是：本专利电路有两个电路回路：一个是火线和负载之间的开关回路(主回路)，另一个是消防火线和负载之间的开关回路(消防回路)。

产品正常情况下，只给主回路通电，市电的火线经保险丝F1、整流桥BR1、电阻R1、R6、开关三极管Q1、稳压管D4、电阻R10、稳压管Z1、电容C3、三端稳压器U3、热敏电阻NTC构成待机供电回路，市电经BR1整流后，由R1、Q1、R6、D4、R10、Z1、C3组成一个小型开关电源电路，再经U3稳压从而给控制模组(比如声控模组、红外感应模组、触摸模组等)提供待机工作电压。

当控制模组输出信号后，经R9、R8、C2去触发可控硅T1导通，从而在R5上形成瞬间压降，当此压降大于稳压管D1的击穿值时，D1导通既而触发主可控硅SCR1导通，然后经F1、BR1、SCR1、NTC形成导通回路，从而去接通负载LOAD工作(即:L端的市电通向LOAD端的负载形成通路)。(注：F1是主回路保险丝，NTC是负温度系数热敏电阻，为了负载回路抗冷启动瞬间大电流而设置；C1为抗干扰电容，R4为主可控硅下拉电阻)。

在上述触发主可控硅导通过程中，R5上的瞬间压降通过D2给C1以及再通过D3给C3充电，从而C3上得到比稳压管D1稳压值略低的电压(约等于D1稳压值减去D2和D3的压降)，C3上的电压会以市电的半个周期为频率进行充电,即：C3两端可获得稳定的控制电压输出给U3从而提供给控制模块。

消防互锁特别设计部分：在上述主回路工作的同时，因消防回路和主回路的负载端是公共的(是一个电气连接点)，当主回路导通后，负载端相当于通上了市电的火线，这个火线电压会通过BR2整流桥经过R14、Z2、C6、R16、R15从而去触发可控硅T2导通(触发原理同主回路相同)，此后SCR2也会导通，既而这个电压会通向XF端，从而造成XF端带上市电，这种情况是不允许的。所以特别设计如下：在主回路的D2和D3之间设计了C1和R3，在触发主可控硅SCR1的过程中C1上也同时获得电压(方式同C3上电压获得的方式)，C1两端获得的电压经R7用于控制光电耦合器U2发光管一侧导通工作，从而使U2另一侧三极管饱和导通，从而合R15和R16的公共点对地接通，即：R15和R16连接点电压拉低到地，从而不会造成可控硅T2触发导通，从而也锁住了SCR2的导通，即实现了：主回路导通(接通负载)的同时，把消防回路锁死不通。

消防回路工作情况：给XF端通上火线，经保险丝F2、整流桥BR2、电阻R14、稳压管Z2、电容C6产生触发工作电压，再经电阻R16、R15、C5去触发可控硅T2工作从而触发回路可控硅SCR2导通工作(原理同主回路触发原理，其中C5为抗干扰电容，R11为主可控硅下拉电阻)。此回路导通时原理同主回路，也由R13、D5、D6、D7产生可控硅导通后的控制电压(原理同主回路)。同样也设计了锁电路用于消防回路导通后锁死主回路的导通，相关元件为：C4、R12、R2、U1，从而使R9和R8连接点被接低至地，从而避免T1、SCR1触发导通而实现的锁死功能。

主回路和消防回路的互锁特别设计：D3、D7的设计，只能是一个回路导通时才可对另一回路进行控制(锁死)；R3、R12是为了分别给C1、C4快速放电而设计，可实现快速释放锁死功能。