专利名称：多挡电子延时开关的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于延时控制，特别是用于照明灯启动后延时关闭的电子延时开关。
公知的延时开关有带触点的延时开关，如气囊式、继电器式延时开关等。它们的缺点是有机械触点，寿命较短，体积较大，延时控制的时间范围较小。还有电子式延时开关，复杂的采用脉冲数字电路技术，价格较贵，体积较大；简单的都用电容贮能直接驱动微触发晶闸管，因而受触发源功率的限制，使带载能力有限，延时时间不能太长，且不能进行多档选择。
本实用新型有
图1中整流单元，晶闸管(或其他功率的三极器件)，触发功率源，控制放大单元[1]，多档贮能及控制单元[2]，或有过流保护电路。整流单元由三极管D1～D4组成的桥式整流器构成，两个整流器输入端Q1，Q2作为整个延时开关的输出端，整流器的正输出端接晶闸管SCR的阳极，整流器的负输出端作为整个延时开关的公共端“B”，SCR阳极接“B”。触发功率源由电阻R1，稳压管W(或电阻)跨接在桥式整流器的正负输出端上构成，当延时开关在关断过程中需要进行指示时，还可以串入一个发光二极管D5。和电阻R1的分压点即“F1”端及SCR的控制端“F2”端，接控制放大单元[1]的输出控制端，F1端提供一个足以在控制放大单元导通时(即F1，F2间呈低阻态时)触发SCR的电压和功率。晶闸管SCR选用触发电流较小的器件，当触发功率随着开关负载功率加大而必须很大时，晶闸管用“复合晶闸管”。这种“复合晶闸管”将微触发晶闸管的阳极和多个(或单个)大功率大触发电流晶闸管的阳极相连，作为“复合晶闸管”的阳极；将微触发晶闸管的阴极通过均流串联电感(或电阻)分别和大功率大触发电流晶闸管的控制极相联，再将大功率大触发电流晶闸管的阴极连在一起作为“复合晶闸管”的阴极；而微触发晶闸管的控制极作为“复合晶闸管”的控制极。控制放大单元[1]是一个高输入阻抗(兆欧姆)控制器，当输入端“A”有微安培级信号输入时，[1]的输出F1、F2间呈现低阻态，SCR触发导通，当没有输入电流时，F1、F2间呈现高阻态，SCR关闭。[2]是多档贮能及控制单元，主要由二极管、电容和选择开关组成。二极管和电容的接法是，电容C20的一个正电极和二极管的D21的正电极相连，D21的负极和C21的一个正电极相连，依次类推，电容C2n-1(其中n为任意数)的一个正电极和二极管D2n的正极相连而D2n的负极则和电容C2n的一个正电极相连。本单元有两种分档控制方法第一种方法以图2给出。在开关关断后，在桥式整流电路的正负输出端有高电源电压，该电压经限流限压电路(可以是R1及稳压二极管W，也可以用另外的电阻及限压电路)接电容C20的一个正电极上，这时由于二极管D21～D2n均处正向导通状态，因此电容C20～C2n都被充电(充至稳压电路限制的电压为止)，每个电容一个(正)电极和延时时间选择按键AN20～AN2n相连，选择按键的另一端连在一起接电容量足够大的电容C的一个正电极上，同时和“控制放大单元”[1]的输入端“A”相连，为了防止已充入C的电荷经R1放掉，在C20到选择按键AN20、电容C的通路上加二极管D20。在这个电路中，若AN20接通，则由于D21～D2n处反向工作状态，因此，除C20中的电荷流入电容C中，C21～C2n上的电荷均不向C充电；而若K2n接通，则D21～D2n均处正向导通状态，因此C20～C2n上的电荷都会流向C，从而合上不同的选择按键电容C上得到了不同的电荷量，通过不同的贮能量实现不同的延时时间控制。
第二种方法以图3给出。电容C3n的一个正电极直接和控制放大单元的输入端“A”相连，电容C20～C2n的一个正电极和延时时间选择按键AN20～AN2n相连，选择按键另一端和限流及限压电路的R1相连(也可以与另外的限流电阻相连)。在这种方法中，电容C20～C2n是在延时开关启动过程中被有选择地充电的，为了保证在充电过程中延时开关不导通，与选择按键同步动作的还有另外一个控制电路[3]，[3]可以是一个开关，在延时开关启动同时短路[1]中的控制部分或SCR的控制极与阴极，或通过电容实现这种功能，以保证启动时C20～C2n中相应电容有效充电。由于D21～D2n的单向导电性，使AN2n接通时，只有C2n被充电；若AN20接通时，则C20～C2n都会被充电，而C20～C2n中无论那个电容有电，都可以向控制放大单元[1]的输入端放电，从而达到不同选择按键接通时延时时间不同的目的。
控制放大单元[1]可以由图4中的三极管T1和T2、电阻R2、R3组成。T1的发射极作为[1]输出F1端，集电极作为[1]的输出F2端，基极接T2的集电极，T2的发射极可以接电路公共端“B”，也可接电阻R4、R5的分压点，R4的另一端接F1，R5的另一端接“B”，T2的基极一方面通过电阻R2作为[1]的输入端“A”，另一方面通过电阻R3接“B”。
还可以加一过流保护电路，图5给出保护电路。在晶闸管SCR的阴极和公共端“B”间串一个取样电阻R0，R0的一端通过电阻R6(或不接)和三极管T3的基极相连，T3的发射极接在基准电压U2上，T3的集电极则和贮能电容的“A”端相连。当流过R0的电流大到一定程度时，T3导通，从而将贮能电容上的电荷放光，使开关关断，达到过流保护的目的。
本新型的特征是晶闸管(或其他功率器件)是接在桥式整流电路的正负输出端上，桥式整流器的输入端作为整个延时开关的控制端，晶闸管触发信号是由接在晶闸管阳极上的限流电阻及控制放大单元的控制端提供并受[1]控制的，b.控制放大单元[1]是高输入阻抗放大器，c.多档贮能及控制单元[2]有贮能电容、二极管及选择开关，第一个电容的一个(正)电极和第一个二极管的正极相连，第一个二极管的负极和第二电容的一个(正)电极相连……，依次类推，电容的另一端与公共端“B”相连，再将每个电容与二极管的连接端分别与延时选择按键相连。
本新型由于有高输入阻抗控制放大单元[1]，实现了触发电流供给电路和延时控制贮能电路隔离，使延时时间长短不影响触发电流的供给，从而可以直接推动较大功率的晶闸管，并实现时间较长的延时，同时也由于采用了二极管电容组成的电路，方便地通过选择按键实现了延时时间的多档控制，可以作为照明灯及其它要求不高场所的延时控制。
图5给出了双档延时开关的实施例，二极管D1～D4构成桥式整流电路，SCR用微触发晶闸管，三极管T1、T2分别用PNP型和NPN型晶体管，电阻R2和R3分别用几百千欧到数兆欧电阻，AN1与AN20、AN21同步，AN1短路三极管T2的基极和“B”。电阻R1和稳压管W，发光二极管D5串联在桥式整流器的正负输出端，并由发光二极管的正向压降产生过流保护电路的基准电压U2，电容C20、C21和二极管D21，按键AN1、AN20、AN21组成多档贮能控制单元，AN20、AN21控制延时开关的延时时间。
权利要求1.一种用于延时控制，特别是用于照明灯启动后延时关闭的电子延时开关，有整流单元，晶闸管(或其他功率三极器件)，触发功率源，控制放大单元[1]，多档贮能及控制单元[2]，或还有过流保护电路，其特征是a.晶闸管(或其他功率三极器件)是接在桥式整流电路的正负输出端上，桥式整流器的输入端Q1，Q2作为整个延时开关的控制端，晶闸管触发信号是由接在晶闸管阳极上的限流电阻，控制放大单元[1]的控制端提供并受[1]控制的，b.控制放大单元[1]是高输入阻抗放大器，c.多档贮能及控制单元[2]有贮能电容、二极管及选择按键，第一个电容的一个(正)电极和第一个二极管的正极相连，第一个二极管的负极和下一个电容的一个(正)电极相连……，依次类推，电容的另一端与公共端“B”相连，再将每个电容和二极管的连接端分别与延时选择按键相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于桥式整流器由二极管D1～D4组成，晶闸管触发功率源由电阻R1及稳压管W限流限压后经控制放大单元[1]提供。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于控制放大单元[1]是有PNP型三极管T1、NPN型三极管T2及电阻R2、R3，T1的发射极作为[1]的输出端F1端，集电极作为[1]的输出F2端与晶闸管控制极相连，基极和T2的集电极相连，T2的发射极接公共线“B”或接在电阻R4、R5的分压点上，R4的另一端连F1端，R5的另一端接“B”，T2的基极一方面接电阻R2，另一方面接电阻R3、R2的另一端作为[1]的输入端与贮能电容相连，R3的另一端接公共“B”。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于多档贮能及控制单元有两种结构a.贮能电容C20～C2n在整个延时开关关断后就充电时，第一个贮能电容C20及二极管D21的连线被接在限流限压电路上，延时开关一关断，电容C20～C2n都被充电，每个电容都通过选择按键接在另一个独立的贮能电容C上，C再和控制放大单元[1]的输入端“A”相连，b.贮能电容C20～C2n在延时开关启动过程中被充电时，C20～C2n分别接选择按键AN20～AN2n，选择按键的另一端则接限流及限压电路，C2n的一端则直接和控制放大单元[1]的输入端相连，与选择按键同步控制的有控制电路[3]，[3]保证延时开关在启动过程中不导通。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于过流保护电路是有电阻R0、三极管T3，电阻R0串联在晶闸管阴极与公共线“B”之间，T3的基极通电阻R6和晶闸管的阴极相连，发射极接在基准电压U2上，而集电极则和接有贮能电容的“A”端相连。
6.根据权利要求1及2所述的装置，限流及限压电路是由接在晶闸管阳极及公共线“B”间的电阻R1、稳压二极管W或R1、W及发光指示二极管D5构成，D5作为关断指示。
7.根据权利要求1及5所述的装置，其特征在于过流保护电路的基准电压U2是由限流限压电路中的发光二极管D5产生并提供的。
8.根据权利要求1及4所述的装置，其特征在于，当C20～C2n采用延时开关关断时(即充电的方式时)在电容C20至选择按键AN20到电容C的电路中串有二极管D20，D20的正极接在C20的一侧。
9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于控制电路[3]是一个与选择按键连动的开关，该开关在其中一个选择按键闭合时短路T1的基极和发射极或晶闸管的控制极与公共线“B”。
10.根据权利要求1及2所述的装置，其特征在于晶闸管可用“复合晶闸管”，“复合晶闸管”由微触发电流的小功率晶闸管和大触发电流大功率晶闸管构成，微触发晶闸管的阴极通过电流电感(或电阻)和大功率晶闸管的控制极相连，大功率晶闸管的阳极和阴极作为“复合晶闸管”的阳极和阴极，微触发晶闸管的控制极则作为“复合晶闸管”的控制极。
专利摘要本实用新型提供一种用于延时控制，特别是用于照明灯启动后延时关闭的电子延时开关。本新型的特点是晶闸管触发信号经控制放大单元放大后由多挡贮能电容提供控制信号，并由接在晶闸管阳极的限流电路提供，因而能推动较大功率晶闸管，并通过选择按键实现多挡延时选择。
文档编号H03K17/28GK2049051SQ8920734
公开日1989年12月6日 申请日期1989年5月24日 优先权日1989年5月24日
发明者潘之凯 申请人:中国瑞达系统装备公司应用电子技术研究部