一种单线式市电高压开关信号发生器的制作方法

本实用新型涉及开关信号发生器技术领域，特别涉及一种单线式市电高压开关信号发生器。

背景技术：

目前市面上有的信号发生器就是电力线载波(plc)。将高频信号加载到电力线上，通过电力线传输高频载波数据。但plc属于高数据量的应用方案，对于只用产生开关两种信号状态的产品有性能多余，且成本很高，所以需要重新设计一款单线高压开关信号发生器降低成本。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种单线式市电高压开关信号发生器，解决了上述所提到的技术问题。

本实用新型解决现有技术中的问题所采用的技术方案为，一种单线式市电高压开关信号发生器，包括双向晶闸管、门极电路、整流滤波电路、dc-dc降压电路、光耦隔离电路、光耦开关电路、延时电路和机械开关，所述双向晶闸管的输入端与市电火线连接，所述双向晶闸管的控制端与门极电路连接，所述门极电路还分别与整流滤波电路和和光耦隔离电路连接，所述整流滤波电路与dc-dc降压电路连接，所述dc-dc降压电路分别与机械开关、延时电路和光耦电路连接，所述机械开关的输出端连接延时电路，所述延时电路的输出端与光耦电路连接，所述光耦电路的输出端连接光耦隔离电路。

作为本实用新型的优选方案，还包括开关指示灯电路，该开关灯指示电路与dc-dc降压电路和机械开关的输出端连接。

作为本实用新型的优选方案，所述光耦隔离电路包括二极管d1、二极管d2、二极管z1、二极管z2、mos光耦u2和mos光耦u8，所述二极管d1、二极管d2构成整流电路，所述mos光耦u2和mos光耦u8与所述整流电路和稳压电路连接。

作为本实用新型的优选方案，所述光耦开关电路包括开关管q2和开关管q4，所述开关管q2控制驱动mos光耦u2，所述开关管q3控制驱动mos光耦u8。

作为本实用新型的优选方案，所述延时电路包括二极管d3、二极管d5、二极管d6、电阻r2、电阻r4、电阻r5、电容c1和电容c2，所述二极管d3、电阻r2和电容c1的一端与开关管q2的g极连接，所述二极管d3、电阻r2的另一端与开关管q2的s极连接，所述二极管d5、电阻r5和电容c2的一端与开关管q4的g极连接，所述二极管d5、电阻r5的另一端与开关管q4的s极连接，所述电容c1和电容c2的另一端与二极管d6和电阻r4连接。

作为本实用新型的优选方案，所述dc-dc降压电路包括降压芯片u7、电阻r15、开关管q10、二极管d16、电感l1和电容c6，所述降压芯片分别与电阻r15、开关管q10、二极管d16连接，所述开关管q10的d极和二极管d16的负极与电感l1连接，所述电感l1的另一端与电容c6连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

1、将该开关信号发生器串联在单火线上就可以产生开关状态信号，适合单线开关的电路，如平常灯的开关控制；

2、没有高频干扰的问题，不需要在设备输入输出端加隔离变压器，降低成本和体积；

3、电路简单，设计难度低，设计成本低；

4、根据不同的功率范围的负载，体积可以做到很小，可以满足各种不同类型尺寸的设备内安装；

5、常态闭合的设计可以让产品待机时不影响串联的负载工作，只有在信号产生的瞬间取电。所以正常待机耗能极低；

6、取电电压低至4-5v，降低了单线取电产品的发热量。

附图说明

图1是本实用新型中一种单线式市电高压开关信号发生器的原理框图；

图2是本实用新型中一种单线式市电高压开关信号发生器的电路原理图；

图3是本实用新型中一种单线式市电高压开关信号发生器中光耦隔离电路的电路原理图；

图4是本实用新型中一种单线式市电高压开关信号发生器中光耦开关电路的电路原理图；

图5是本实用新型中一种单线式市电高压开关信号发生器中延时电路的电路原理图；

图6是本实用新型中一种单线式市电高压开关信号发生器中开关指示灯电路的电路原理图；

图7是本实用新型中一种单线式市电高压开关信号发生器中门极电路和整流滤波电路的电路原理图；

图8是本实用新型中一种单线式市电高压开关信号发生器中dc-dc降压电路的电路原理图；。

图中标号：1、双向晶闸管；2、门极电路；3、整流滤波电路；4、dc-dc降压电路；5、光耦隔离电路；6、光耦开关电路；7、延时电路；8、机械开关；9、开关指示灯电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如附图1和2所示：一种单线式市电高压开关信号发生器，包括双向晶闸管1、门极电路2、整流滤波电路3、dc-dc降压电路4、光耦隔离电路5、光耦开关电路6、延时电路7和机械开关8，lin是市电火线输入，lout是经过开关信号发生器取电后的输出。

具体地，所述双向晶闸管1的输入端与市电火线连接，所述双向晶闸管1的控制端与门极电路2连接，所述门极电路2还分别与整流滤波电路3和和光耦隔离电路5连接，所述整流滤波电路3与dc-dc降压电路4连接，所述dc-dc降压电路4分别与机械开关8、延时电路7和光耦电路连接，所述机械开关8的输出端连接延时电路7，所述延时电路7的输出端与光耦电路连接，所述光耦电路的输出端连接光耦隔离电路5。进一步地，还包括开关指示灯电路9，该开关灯指示电路与dc-dc降压电路4和机械开关8的输出端连接。

在开关信号发生器中，双向晶闸管1为低压取电的前端开关器件，在每一个正玄波周期内截取不超12v的低压部分。当双向晶闸管1两端电压低于12v时关断，大于12v时开启。

电压截取从双向晶闸管1的门极电路2取出，门极电路2控制双向晶闸管1在lin线上低于12v关断，在大于12v开启。关断时取电给后级电路用，开启时不取电。

取出的电压经过整流滤波电路3将交流电变成直流电，给到dc-dc降压电路4。dc-dc降压电路4将输入波动不稳的直流电降压稳定输出3.3v给到开关指示电路，延时电路7，光耦开关电路6供电。

当各部分供电正常后，按动机械开关8k1时开关指示电路就能指示开关状态，同时开关信号经过延时电路7再输出到光耦开关电路6，光耦开关电路6最终驱动光耦隔离电路5再返回控制门极电路2，门极电路2再控制双向晶闸管1开关，产生开关信号输出给下一级负载。整个过程是一个自适应，自供电，自循环的闭环控制系统。

开关信号只有在开关按下的瞬间产生一个开关信号，持续的按住k1不会产生多个信号。这样可以避免开关时间太长影响后级负载。

具体地，如附图3所示：所述光耦隔离电路5包括二极管d1、二极管d2、二极管z1、二极管z2、mos光耦u2和mos光耦u8，所述二极管d1、二极管d2构成整流电路，所述mos光耦u2和mos光耦u8与所述整流电路和稳压电路连接，防止mos光耦u2和mos光耦u8过压。

在本实施例中，mos光耦u2和mos光耦u8是常闭型mos光耦。实现低压控制高压信号的导通和关断。采用常闭型光耦在不产生开关信号时常态是导通的，这样无需耗费电能。同时由于常态是导通的，所以无论负载处于开启还是关闭状态都不会影响负载的工作。这可以极大的降低产品的待机功耗。

具体地，如附图4所示：所述光耦开关电路6包括开关管q2和开关管q4，所述开关管q2控制驱动mos光耦u2，所述开关管q3控制驱动mos光耦u8，此外，为了防止mos光耦u2和mos光耦u8的损坏，所述mos光耦u2和mos光耦u8分别连接驱动限流电阻r3和驱动限流电阻r1。

具体地，如附图5所示：所述延时电路7包括二极管d3、二极管d5、二极管d6、电阻r2、电阻r4、电阻r5、电容c1和电容c2构成阻容延时电路7，延长开关信号的持续时间。所述二极管d3、电阻r2和电容c1的一端与开关管q2的g极连接，所述二极管d3、电阻r2的另一端与开关管q2的s极连接，所述二极管d5、电阻r5和电容c2的一端与开关管q4的g极连接，所述二极管d5、电阻r5的另一端与开关管q4的s极连接，所述电容c1和电容c2的另一端与二极管d6和电阻r4连接。

具体地，如附图6所示：所述开关指示灯电路9包括开关管q5、电阻r6、电阻r7、二极管d7和二极管d8组成，作为led指示灯，指示机械开关8的开关状态。

具体地，如附图7所示：控制市电开关的双向晶闸管1为双向晶闸管1q3；二极管z3、二极管z4和双向晶闸管1q1组成门极电路2；二极管d4、二极管z5和电容c3构成整流滤波电路3，起到整流，稳压，滤波的作用。

具体地，如附图8所示：所述dc-dc降压电路4包括降压芯片u7、电阻r15、开关管q10、二极管d16、电感l1和电容c6组成开关电源电路，将上一级电压进一步降为3.3v给后级使用。所述降压芯片分别与电阻r15、开关管q10、二极管d16连接，所述开关管q10的d极和二极管d16的负极与电感l1连接，所述电感l1的另一端与电容c6连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

1、将该开关信号发生器串联在单火线上就可以产生开关状态信号，适合单线开关的电路，如平常灯的开关控制；

2、没有高频干扰的问题，不需要在设备输入输出端加隔离变压器，降低成本和体积；

3、电路简单，设计难度低，设计成本低；

4、根据不同的功率范围的负载，体积可以做到很小，可以满足各种不同类型尺寸的设备内安装；

5、常态闭合的设计可以让产品待机时不影响串联的负载工作，只有在信号产生的瞬间取电，所以正常待机耗能极低；

6、取电电压低至4-5v，降低了单线取电产品的发热量。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。