CN201467088U - 延时开关 - Google Patents

Abstract

一种延时开关，其特征是所述延时开关包括整流电路、取电电路、控制电路、开关电路和触发器件；整流电路、取电电路和开关电路依次串联构成回路；控制电路电源端(a)接取电电路的输出电压端(Vout)，控制电路接地端(b)接取电电路的接地端(GND)；控制电路的输出端(c)连接开关电路的控制端；触发器件连在所述延时开关电路中；所述整流电路的交流输入端连接延时开关的接线端子。本实用新型结构简单，用途广泛，负载可以是白炽灯、节能灯等，可以直接替换现有的普通单线制开关，摆脱对白炽灯的依赖。

Description

延时开关

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，具体是一中能以节能灯等作负载的单线制延时开关。

背景技术

现有技术中，单线制延时开关采取的供电方式是多是电阻分压(如图1)，分压电阻与控制电路并联接在主电路中，但是当可控硅关断时，分压电阻上仍有电流流过，节能灯接上后会出现闪烁，白炽灯接上会一直耗电。现有技术中也有专用于节能灯的延时开关(如图2)，由于该种开关是三线制的，由延时控制电路给电子开关控制信号，在接线时需要单独为延时开关引出一根零线。

发明内容

本实用新型旨在克服现有技术所存在的上述缺陷，提出一种能更节能、并适用于节能灯以及其他类似负载的一线制延时开关，具体技术方案如下：

一种延时开关，其特征是所述延时开关包括整流电路、取电电路、控制电路、开关电路和触发器件；整流电路、取电电路和开关电路依次串联构成回路；控制电路电源端a接取电电路的输出电压端Vout，控制电路接地端b接取电电路的接地端GND；控制电路的输出端c连接开关电路的控制端；触发器件连在所述延时开关电路中；所述整流电路的交流输入端连接延时开关的接线端子，用于把本延时开关串联接到负载电路中。

对于取电电路：

作为改进1：所述取电电路包括稳压管；稳压管的阴极即为取电电路的输入电压端Vin，连接在整流电路的“+”极；稳压管的阳极即为取电电路的接地端GND。

作为改进2：所述取电电路包括电阻；电阻的一端即为取电电路的输入电压端Vin，连接在整流电路的“+”极；电阻的另一端即为取电电路的接地端GND。

所述取电电路还包括电容和二极管；二极管的阳极连接在取电电路的输入电压端Vin；电容“+”极连接二极管的阴极，即取电电路的输出电压端Vout；电容的“-”极连接在取电电路的接地端GND。起到储能滤波作用。

对于开关电路：

所述开关电路包括开关管；开关管的控制端连接控制电路的输出端c；开关管的电流输入端即为开关电路的电流输入端，连接所述取电电路的接地端GND；开关管的电流输出端即为开关电路的输出端，连接整流电路的“-”极；开关管的电流输入和输出端之间并联有轻触开关作为机械触发器件。

所述开关管包括三极管、MOSFET管、可控硅以及具有可控开关功能的其它电路。

作为改进2：开关电路包括高压光偶；高压光偶的控制端连接在控制电路的输出端c与接地端GND之间；高压光偶的电流输入端即为开关电路的输入端，连接所述取电电路的输出端；高压光偶的电流输出端即为开关电路的输出端，连接整流电路的“-”极；高压光偶的电流输入和输出端之间并联有轻触开关作为机械触发器件.

作为改进3：所述开关电路包括继电器；继电器的控制端连接控制电路的输出端c与接地端GND之间；继电器的电流输入端即为开关电路的输入端，连接所述取电电路的输出端；继电器的电流输出端即为开关电路的输出端，连接整流电路“-”极；继电器的电流输入和输出端之间并联有轻触开关作为机械触发器件。

对于控制电路：

所述控制电路的输出端通过驱动电路连接控制开关电路的控制端；所述控制延时电路的输出端还连接有金属触摸片作为触发器件。控制电路包括555延时电路、CD4011延时电路或其它具有相同或类似功能的延时电路。

本延时开关的工作原理如下：

1、对于轻触开关，轻触开关闭合后，整流电路把市电交流回路中的交流电转换成直流电；取电电路上产生压降，整流电路、取电电路和闭合状态触发器件的构成主回路，本延时开关处于导通状态。

轻触开关断开后，由于延时电路的延时作用，延时电路的输出使开关电路处于导通状态，此时整流电路、取电电路和导通状态的开关电路构成主回路。延时电路延时结束后，使开关电路处于断开状态，本延时开关处于断开状态。

2、对于金属触摸片，触摸动作时，人体杂散电荷通过金属触摸片使开关电路的控制端产生电压抖动，开关电路处于导通状态，此时整流电路、取电电路和导通状态的开关电路构成主回路。触摸动作结束后，由于延时电路的延时作用，延时电路的输出使开关电路处于导通状态。延时电路延时结束后，使开关电路处于断开状态，本延时开关处于断开状态。

上述两种触发器件也可以共同应用于同一延时开关中。

本实用新型结构简单，用途广泛，负载可以是白炽灯、节能灯等，可以直接替换现有的普通单线制开关，摆脱对白炽灯的依赖。

附图说明

图1为现有技术中单线制延时开关的原理框图；

图2为现有技术中三线制延时开关的原理框图，图中A、C为零线，B为火线；

图3为本延时开关的原理框图；

图4为实施例1的延时开关的电路简图；

图5为实施例2的延时开关的电路简图；

图6为取电电路为电阻，开关电路为可控硅的延时开关的电路简图；

图7为取电电路为电阻，开关电路为MOSFET管的延时开关的电路简图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

一种延时开关，所述延时开关包括整流电路、取电电路、控制电路、开关电路和触发器件；整流电路、取电电路和开关电路依次串联构成回路；控制电路电源端a接取电电路的输出电压端Vout，控制电路接地端b接取电电路的接地端GND；控制电路的输出端c连接开关电路的控制端，给其控制信号；触发器件连在所述延时开关电路中；所述整流电路的交流输入端连接延时开关的接线端子，用于把本延时开关串联接到负载电路中.

例1、2中，取电电路包括稳压管D6、电容C4和二极管D1。所述电容C4的“+”极通过二极管D1连接所述整流电路的直流输出“+”极；所述二极管D1的阳极连接直流输出“+”极，二极管D1的阴极连接电容的“+”极。取电电路还包括稳压管D6，稳压管D6的阴极连接所述二极管D1的阳极，稳压管D6的阳极连接所述电容C4的“-”极。

所述控制电路的输出端还连接三极管Q2作驱动电路；延时电路连接所述电容C4的“+”、“-”极；开关管的控制端连接延时电路的输出端；开关管的电流输出端即为控制电路的输出端，连接所述开关电路控制端。

触发器件选用轻触开关S1和以金属触摸片E1为主体的电路。金属触摸片E1通过电阻R3连接所述开关管Q2的控制端(基极)。

所述控制电路是555延时电路，555延时电路的电源端连接所述取电电路的电容C4“+”极，555延时电路的接地端连接所述电容C4“-”极；开关管Q2的控制端连接555延时电路的输出端。

实施例1

例1，参考附图4：

所述开关电路是以MOSFET为核心的电路；所述驱动电路Q1的输出端连接MOSFET的栅极，MOSFET的源极连接整流电路的直流“-”极，MOSFET的漏极连接稳压管D6的阳极；所述轻触开关S1并联连接MOSFET的漏极和源极；所述MOSFET的栅极和源极还并联连接瞬态抑制二极管TR1作保护。

取电电路中，D6产生压降，通过二极管D1为后面的控制电路供电，电容C4的作用是储能滤波。本例中Q2是PNP型三极管Q2，能实现在开关电路断开时，Q2截止，使整流电路的输出回路完全截止。

本例中，整流电路的交流输入端J1、J2分别与火线和负载相连。

整流电路是二极管D2、D3、D4和D5组成的桥式整流电路，输出正极接取电电路，负极接开关电路，另外两端与接线端子相连。取电电路用来给控制电路提供电源。

控制电路用来控制开关电路的通断，由延时电路和开关管以及触摸信号单元构成：芯片U1，即NE555、电阻R1、R4、电容C1、C2、C3组成的延时单元；电阻R6、R7、R2、R5、三极管Q1、Q2组成驱动单元；电阻R3、金属触摸片E1组成触摸信号单元，是触摸模式下使用的。

开关电路由电阻R8、R9、瞬态抑制二极管TR1、N沟道增强型场管Q3、机械开关S1组成，S1是在机械触发模式下使用的。

工作原理：当Q3为截止状态时，D6不能两端的电势为0，Q2的基极电平与发射极相同，Q2截止，所以，全部电流回路都处于截止状态。

本例中，延时开关的过程如下：

当按下机械开关S1时，S1、D6串联在整流电路中构成了回路→D6产生压降→控制电路得电→延时计时开始并Q2导通→Q3导通，于是开关电路、取电电路、控制电路互锁，回路保持导通状态；延时时间到，NE555输出低电平→Q1截止→Q2截止→Q3栅极电势通过R9迅速变低→Q3截止→回路被完全截止→D6上无压降，C4的电势逐渐降低，由于NE555在电源电压低于额定电压时输出为低电平的特性，所以，直到下次触发之前，Q2都保持截止状态.

或，当手接触金属片E1，人体杂散电荷通过R3使Q2的基极电压抖动→Q2导通→整流电路的输出高压经过Q2、R8、R9分压，并由瞬态抑制二极管TR1限压，加到Q3的栅极上，使Q3导通，Q3、D6串联在整流电路中构成了回路→D6产生压降，后面原理同上。

例2，如图5：

所述开关电路还可以是以可控硅Q0为核心的电路，对照附图5，其结构是整流桥的正极与稳压管D6的阴极相连，稳压管D6的阳极接可控硅Q0的阳极，可控硅Q0的阴极接整流桥的负极；二极管D1的阳极接稳压管D6的阴极，阴极接电容C4的正极，电容C4的负极接稳压管D6的阳极；晶体三极管Q2的发射极接电容C4的正极，晶体三极管Q0的基极接控制电路的输出端OUT，C4的正极和负极分别为控制电路提供电源回路。电阻R连接晶体三极管Q2的集电极和可控硅Q0的门极；触摸方式触发：电阻R3的一端接晶体三极管Q2的基极，另一端接触摸片E1；机械方式触发：在可控硅Q0的阳极和阴极之间并联一个触发开关S1。

当选用触摸方式触发时，人体通过电阻R3将PNP晶体三极管Q2的基极电平拉低(相对发射极)，PNP晶体三极管Q2导通，使得可控硅Q0导通，于是稳压管D6上形成压降给控制电路供电，控制电路上电则立即将输出端OUT置低(相对发射极)，保持晶体三极管Q0导通，延时时间T后，延时电路将输出端OUT置高(相对发射极)，晶体三极管Q2关断，可控硅Q0关断，稳压管上压降为0，开关完全断开。

当选用机械触发方式时，按下触发开关S1，使可控硅Q0的阳极、阴极短路，于是稳压管D6上形成压降给控制电路供电，控制电路上电则立即将输出端OUT置低(相对发射极)，保持晶体三极管Q0导通，进入计时，延时时间到，延时电路将输出端OUT置高(相对发射极)，晶体三极管关断，可控硅Q0关断，稳压管上压降为0，开关完全断开。

本例中，控制电路可以选用例1中相同的555延时电路。

如图6、7所示，取电电路还可以选用电阻R1；对于图6所示电路，和例2电路相比，其它电路相同分别和例2的电路相同；对于图7所示电路，和图6电路路相比，区别是开关电路的可控硅Q0换成MOSFET管Q3。和例1和例2的电路相同，取电电路用电阻R1，但整体电路原理相同，所以就不进一步说明了。此处，电阻R1的选择受负载影响较大。

开关电路可以选用具有可控开关功能的其它电路，例如选用高压光偶、继电器。在选用高压光偶或继电器时，要采用驱动能力更强的驱动电路，并且金属触摸片须接在驱动电路的控制端。例1、2中，由于选用MOSFET管和可控硅Q0，所以驱动电路选用三极管Q2。

控制电路可以选用555延时电路、CD4011延时电路或其它具有相同或类似功能的延时电路。考虑到555延时电路简单、成熟，价格较低，例1、2中以555延时电路为例。

Claims (10)

1.一种延时开关，其特征是所述延时开关包括整流电路、取电电路、控制电路、开关电路和触发器件；整流电路、取电电路和开关电路依次串联构成回路；控制电路电源端(a)接取电电路的输出电压端(Vout)，控制电路接地端(b)接取电电路的接地端(GND)；控制电路的输出端(c)连接开关电路的控制端；触发器件连在所述延时开关电路中；所述整流电路的交流输入端连接延时开关的接线端子。

2.根据权利要求1所述的延时开关，其特征是所述取电电路包括稳压管；稳压管的阴极即为取电电路的输入电压端(Vin)，连接在整流电路的“+”极；稳压管的阳极即为取电电路的接地端(GND)。

3.根据权利要求1所述的延时开关，其特征是所述取电电路包括电阻；电阻的一端即为取电电路的输入电压端(Vin)，连接在整流电路的“+”极；电阻的另一端即为取电电路的接地端(GND)。

4.根据权利要求2或3所述的延时开关，其特征是所述取电电路还包括电容和二极管；二极管的阳极连接在取电电路的输入电压端(Vin)；电容“+”极连接二极管的阴极，即取电电路的输出电压端(Vout)；电容的“-”极连接在取电电路的接地端(GND)。

5.根据权利要求1所述的延时开关，其特征是所述开关电路包括开关管；开关管的控制端连接控制电路的输出端(c)；开关管的电流输入端即为开关电路的电流输入端，连接所述取电电路的接地端(GND)；开关管的电流输出端即为开关电路的输出端，连接整流电路的“-”极；开关管的电流输入和输出端之间并联有轻触开关作为机械触发器件。

6.根据权利要求5所述的延时开关，其特征是所述开关管包括三极管、MOSFET管、可控硅。

7.根据权利要求1所述的延时开关，其特征是所述开关电路包括高压光偶；高压光偶的控制端连接在控制电路的输出端(c)与接地端(GND)之间；高压光偶的电流输入端即为开关电路的输入端，连接所述取电电路的输出端；高压光偶的电流输出端即为开关电路的输出端，连接整流电路的“-”极；高压光偶的电流输入和输出端之间并联有轻触开关作为机械触发器件。

8.根据权利要求1所述的延时开关，其特征是所述开关电路包括继电器；继电器的控制端连接控制电路的输出端(c)与接地端(GND)之间；继电器的电流输入端即为开关电路的输入端，连接所述取电电路的输出端；继电器的电流输出端即为开关电路的输出端，连接整流电路“-”极；继电器的电流输入和输出端之间并联有轻触开关作为机械触发器件。

9.根据权利要求1所述的延时开关，其特征是所述控制电路的输出端通过驱动电路连接控制开关电路的控制端；所述控制延时电路的输出端还连接有金属触摸片作为触发器件。

10.根据权利要求9所述的延时开关，其特征是所述控制电路包括555延时电路或CD4011延时电路。

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