專利名稱：采用ac、dc轉換法的幾種單線制開關技術解決方案的制作方法
技術領域：
本發明涉及電學領域，是關于采用AC、DC轉換法的幾種單線制開關技術解決方案。
背景技術：
現有的各種自動控制照明開關在功能上已經臻于完善，基本能適合一般使用的需要。但是在兩個方面它還具有根本的缺陷。一是它不宜用于節能燈和日光燈，二是它的耐用性不夠好，很容易發生開關燒毀的現象，而且所帶負荷有比較嚴格的限制，負載范圍不寬、功率很小。眾所周知，為適應當前的建筑照明電氣安裝標準規范，考慮一般布線方法在開關槽內不設零線的問題，用于民用照明的單線制的電子開關只有兩個連接端點，它像普通的機械開關那樣在220V市電回路當中那樣，是與負載燈具相串連的。它一個端點連接進線火線，一個端點連接出線火線或者叫燈線。當負載燈具為節能燈或者日光燈時，一般的電子開關常使節能燈或者日光燈發生閉態閃爍，若想完全避免“靜閃”的問題，必須對電子開關的設計做徹底的改進，以完全消除此種異常表現。“靜閃”問題的產生，是由于開關具有靜態工作電流，這個電流必然流過負載，所以只要這個電流大過能夠引發節能燈和日光燈閃爍的最低電流，那么就會發生“靜閃”。由于能夠引發節能燈和日光燈在開關閉態產生“靜閃”的電流非常微小，越是高品質的節能燈開關越敏感，甚至某些種類的節能燈的“靜閃電流”低至25-35微安，所以欲使電子自動照明開關在如此微小電流之下能夠正常工作并且有良好的穩定性，實用中完全無缺陷，在電路設計上是極其困難的。目前這些問題的解決和兼顧產品的耐用性指標在自動開關的設計中于國內尚無很成功的案例。換而言之，這是一個還沒有被完全克服的技術難題。中國實用新型微功耗數字無線多控開關的電源電路(200320118962.4)和中國實用新型雙儲能全波整流型遙控開關自激增流電源(200420043969.9)的靜耗電指標為100微安，遠不能徹底消除所有種類的節能燈的“靜閃”問題。本發明人的專利申請號為200420112500.6的實用新型專利“無靜閃耐燒毀的自動照明開關”已經在超微靜耗電指標和寬功率負荷方面達到很高的指標要求，可達50-60微安，但是仍然需要進行改進，使之適用于所有類型的電子自動開關，并進一步降低它的靜耗電流。
不論何種形式的自動控制開關，它的抗燒毀能力也取決于功率開關元件，抵抗大沖擊電流避免被它擊壞是提高自動控制開關產品品質和耐久性、可靠性的必然要求。一般情況下，應該采用大功率開關元件，考慮產品的成本等各種因素，選擇大功率可控硅即能滿足要求，也是恰當的選擇。但是因為大功率可控硅因為其要求很大的觸發電流，在產品設計中，做免接零單線式方案，同時滿足小導通角(產品電磁兼容指標的要求)，超低靜態功耗和大功率負荷等諸多要求往往各項指標難于兼顧，是困難極大的難題。綜上所述，實現包括延時開關、遙控開關以及其他種類的智能控制開關在內各種類型的單線制的節能燈電子開關，其超微功耗和寬負載范圍、超大功率設計，是目前行業內的一個關鍵的技術難點問題。
發明內容
為完善解決上述技術問題，本發明“采用AC、DC轉換法的幾種單線制開關技術解決方案”是對此類型的節能燈自動照明控制開關的技術改進。本發明的目的是使現有種類的自動照明控制開關最少可以達到數毫瓦級的超微靜耗電指標，靜耗電流在50微安以下，甚至可低至20-25微安，從而在用于節能燈的控制時徹底避免了閉態閃爍的現象，同時使它在寬負載范圍、耐超大電流沖擊和滿足EMC有關指標方面均有杰出表現。
本發明的解決方法給出多套技術解決方案，這些技術方案均采用AC、DC微功耗開關電源轉換方法使電子開關的電路得到比較寬松的工作電流供應，滿足了開關的功能要求。在這些解決方案當中，采用間歇式振蕩器控制式開關電源進行電壓電流轉換，以使超微功耗開關電源轉換電路將工作電流減至最低，同時使用大功率可控硅元件做功率開關，用觸發靈敏度高的小電流可控硅引導觸發大功率可控硅，輔以對開關整體電路的其他省電式設計，能使整個開關的靜態功耗達到5-10mW級。
本發明的有利效果是作為幾種聲光控制、遠紅外控制、觸摸控制或者其他控制形式的節能燈自動控制應用實例或者遙控開關電路及其他智能電子開關的工作自供電方法，均在超低靜態功耗、強負荷能力、滿足產品電磁檢測標準諸方面有最佳的性能表現，從而達到它們在用于各種節能燈和日光燈時無閉態閃爍、寬負載范圍和耐燒毀的效果，可比較徹底的消除產品缺陷增強其完美性，最大限度的提高產品的品質。
本發明的具體應用方法按其AC、DC微功耗開關轉換電源的類別大體上可以分為兩大類(一)它激式間歇式振蕩器控制式；(二)自激式間歇式振蕩器控制式。前者為A方案，后者為B方案，并且按先后描述的先后次序將之分成A1-A4和B1-B10。
圖1是本發明電路原理圖實施案例A1號方案圖2是本發明電路原理圖實施案例A2號方案圖3是本發明電路原理圖實施案例A3號方案圖4是本發明電路原理圖實施案例A4號方案圖5是本發明電路原理圖實施案例B1號方案圖6是本發明電路原理圖實施案例B2號方案圖7是本發明電路原理圖實施案例B3號方案圖8是本發明電路原理圖實施案例B4號方案圖9是本發明電路原理圖實施案例B5號方案圖10是本發明電路原理圖實施案例B6號方案圖11是本發明電路原理圖實施案例B7號方案圖12是本發明電路原理圖實施案例B8號方案圖13是本發明電路原理圖實施案例B9號方案圖14是本發明電路原理圖實施案例B10號方案圖15本發明專利的結構框圖，分為圖15A、圖15B選圖15A為摘要附圖實施方式本發明根據具體方法的分類差別，分成A和B兩種。在A類方案當中，執行AC、DC電壓電流轉換的開關電源采用它激方式產生間歇式振蕩，它的自供電方式是借助串連式三極管穩壓電源，振蕩源為一種門電路組成的振蕩器，以開關管驅動變壓器，這個間歇振蕩器也可以借助反饋調節其振蕩間歇的大小，能夠根據開關的整體耗電情況進行供電輸出的自動調節，以求最大限度的減少開關在220V交流電回路當中的靜電流消耗的目的。在B類方案當中，開關電源主振蕩器本身的自供電直接取自經橋式整流的AC電源，其振蕩方式為自激振蕩，此振蕩器或者產生大脈沖比的窄幅振蕩脈沖，或者受間歇振蕩器的控制。間歇式振蕩的產生是由一個經過AC、DC轉換后供電的一個或者幾個振蕩器控制，這個間歇振蕩器同樣可以借助反饋調節其間歇大小，減少220V交流電回路當中的靜電流消耗。
下面結合附圖對本發明進一步說明。
附圖1是A1號方案，其原理敘述如下這是一個完整的節能燈單線制聲光控延時開關的電路。由①感應放大器；②與邏輯、延時和觸發電路；③超微功耗開關電源轉換電路；④自體供電保持電路；⑤功率開關擴增電路等部分組成。
M1是駐極體聲音傳感器，N1及周圍元件是一級三極管放大器，RG是光敏電阻，IC2a、IC2b、IC2c、IC2d與上述元件組成一個比較典型的聲光控延時開關與邏輯、延時和觸發電路的部分，在IC2a的兩個輸入端一個連接前級輸出，一個連接光敏元件，形成聲控、光控的與的邏輯關系。當這兩個條件同時滿足時，IC2b產生正輸出，經過D1給時間延時電容C4充電，C4、R6決定延時時間，然后由IC2d觸發可控硅S1。
三極管N3、DW3、R12、R15、C7等組成超微功耗開關電源轉換電路的供電電源(為VDD2)，由IC1a、IC1b及R16、R17、C9、D4、R14、R18、R19、R20等周圍元件組成一個有大通斷比特點的，與交流電相位有關的可控脈沖振蕩器，它輸出振蕩脈沖給開關管N2，N2的輸出連接開關變壓器的初級之一端，另端通過R8連接到經過全橋整流的220V高電壓正極，可知在這個變壓器的次級將感應出低壓脈沖，低壓脈沖經過D2的整流作用和C5、R7和C2的濾波，提供給前級電路工作的+電源VDD1。DW2、R10、D3、C5等是本開關處于導通態的自體供電保持電路，S1導通之后，首先向C5充電，維持開關電路的自供電不喪失。S2及周圍元件R12、DW4為功率開關擴增電路，在S1導通并完成C5的充電之后，S2才導通，由于S2是大功率單向可控硅，其大電流負荷能力決定了整個開關的功率負載能力。由圖可見，由于R18、R19與R20的分壓作用，其開關電源轉換電路的振蕩器只在交流電的電壓相位的高峰值段開始工作，其他時間段不工作，此舉可在避免采用高耐壓值的濾波電容的情況下提高該部分電路的轉換效率并縮小體積，減低成本。
附圖2是A2方案。這是一個與附圖1非常類似的電路，它的構成相同于附圖1，但是連接方法略有不同。其功率開關擴增電路與圖1不同，是由一個雙向硅及幾個周圍元件組成的，它可以避免大電流流經全橋，因此能承載更大的功率輸出。
附圖3是A3方案。它省略了圖1當中的感應放大器和與邏輯、延時和觸發電路，P點連接觸發電路輸出端，VDD1連接前級電路的+電源。這個電路的超微功耗開關電源轉換電路與前有所不同，它是由二級與非門振蕩器構成的，前一級由IC2a、IC2b等組成的是一個有壓控頻率變換特點的振蕩器，同時IC2a的另外一個輸入端連接到分壓電阻R1、R2和分壓穩壓管DW1的分壓處，保證后一級的振蕩源在交流電的電壓高峰相位段工作，低值時不工作。IC2a、IC2b組成的振蕩器受前級工作電源VDD1電壓值的反饋調節，使之振蕩周期發生變化，VDD1的電壓高，可讓后一級的振蕩源間歇期延長，減少對前極的供電電流，同時也使整個開關在市電回路的耗電流減少，這有助于適應性質不同的前級電路。IC2c、IC2d是個典型的與非門可控振蕩器，其輸出脈沖驅動MOS管工作，再提供給變壓器B脈沖電流。這個電路的其他部分與圖1相同。
附圖4是A4方案。它的構成和原理類同于附圖3，其區別在于超微功耗開關電源轉換電路使用的元件略有不同。它采用施密特與非門，IC2a及周圍元件構成壓控頻率變換振蕩器，VDD1電壓增高，其振蕩器發生頻率和間歇變化，使其后的振蕩源電路的工作間歇延長，同樣可以產生對VDD1的反饋式電壓調節。附圖4的電路與附圖3起到的效果相同。
附圖1至附圖4的超微功耗開關電源轉換電路均采用它激方式產生振蕩，附圖5至附圖14采用自激振蕩器產生振蕩。它激方式產生振蕩的優點是其振蕩頻率不受整個開關負載特性的影響，但是可能由于振蕩電路需要經過一個穩壓源另外取電，所以其轉換效率受到一定影響。自激方式產生振蕩的優點是轉換效率容易提高但是其振蕩頻率易受整個開關負載特性的影響。
附圖5是B1方案，它是一個完整的節能燈單線制聲光控延時開關的電路。由①感應放大器；②與邏輯、延時和觸發電路；③超微功耗開關電源轉換電路；④自體供電保持電路；⑤功率開關擴增電路等部分組成。
M1是駐極體聲音傳感器，N1及周圍元件是一級三極管放大器，RG是光敏電阻，IC2a、IC2b、IC2c、IC2d與上述元件組成一個比較典型的聲光控延時開關的部分電路，此部分電路的原理不須贅述。N2、N3、N4、R11、R12、C7、變壓器B等組成超微功耗開關電源轉換電路電路，N2、N3、R11、R12、C7是一個有較大通斷比的自激多諧振蕩器，N4、R13、R14、DW3、R15可控制該自激多諧振蕩器起振。這是一個與交流電相位有關的可控脈沖振蕩器，它輸出振蕩脈沖給開關變壓器B的初級之一端，另端連接到經過全橋整流的220V高電壓正極，可知在這個變壓器的次級將感應出低壓脈沖，低壓脈沖經過D2的整流作用和C5、R7和C3的濾波，提供給前級電路工作的+電源VDD1。DW2、R10、D3、C6等是本開關處于導通態的自體供電保持電路，S1導通之后，首先向C6充電，維持開關電路的自供電不喪失。S2及周圍元件為功率開關擴增電路，在S1導通并完成C6的充電之后，S2才導通，由于S2是大功率雙向可控硅，其大電流負荷能力決定了整個開關的功率負載能力。如果用電負載很小，大功率雙向可控硅可能無機會導通，但是在開關遭遇異常大電流甚至是短路的情況下，S2的導通可以保護小功率可控硅，其本身的抗電流沖擊能力就決定了整個開關的抗過荷和抗短路能力。由圖中可見，由于R13、R14、R15和DW3的分壓作用，其開關電源轉換電路的振蕩器只在交流電的電壓相位的高峰值段開始工作，其他時間段不工作，此舉可在避免采用高耐壓值的濾波電容的情況下提高該部分電路的轉換效率。
附圖6是B2方案，它的組成與圖5相同，大部分電路也相同，但是其開態自供電電路連接方法有所不同。
附圖7是B3方案，它的組成與圖5相同，大部分電路基本也相同，但是其功率開關擴增電路不同，并且增加了一個由IC1d等組成的振蕩器。此多諧振蕩器可進一步對由N5等元件組成的電源轉換電路的振蕩器控制電路進行調制，使其工作間歇加大。當前級電源電壓VDD不足時，由圖可知，由于此時DW2未導通，IC1c和IC1d各有一個輸入端與之連接，其狀態都無法改變，可控硅觸發電路不工作，IC1d的振蕩器也不工作，此時有利于電源轉換電路的振蕩器加速給前級電路供電。
附圖8是B4方案，它是一個采用低耗電遠紅外專用芯片的遠紅外/光雙控延時開關的具體應用實例，所用的芯片型號為0001(如BIS0001等)，除此外其他電路組成與B1基本相同。此芯片內部包含遠紅外/光雙控電路和延時電路，光敏元件是光敏電阻R3。
附圖9是B5方案，它是一個采用非遠紅外專用芯片的遠紅外/光雙控延時開關的具體應用實例，IC1是一個低功耗四運放，IC1a、IC1b、IC1c組成一個比較典型的低通放大器對遠紅外傳感器的信號進行放大。IC1d則與N1等組成一個運放穩壓器穩定前級工作電壓。除此外其他電路組成與B1基本相同。
附圖10是B6方案，它是略去前級感應放大器和與邏輯、延時和觸發電路的節能燈單線制開關的實施例。其他部分與附圖7的B3方案類同，只是IC1a組成的振蕩調制器有所不同，R2、R3對提供給前級的工作電源進行分壓，通過D1連接到振蕩器IC1a的一個輸入端，此舉可改變IC1a的振蕩周期和通斷比，使電源轉換電路的振蕩器控制電路工作間歇加大或者縮短，反饋的調節其后的主振蕩器的實際電流消耗。
附圖11是B7方案，它與附圖10的B6方案基本一致，但調節電路比較復雜。這是一個雙級振蕩調制電路，提供給后級多串形控制脈沖，使反饋調節更平穩、均勻。
附圖12是B8方案，它與附圖10的B6方案效果基本一致，只是調節電路未采用施密特與非門，而采用普通與非門振蕩器。
附圖13是B9方案，它的電源轉換電路的主振蕩器采用電感三點式振蕩器，用一個MOS管作為開關管控制其通斷。其余與附圖10的B6方案基本一致。
附圖14是B10方案，它與附圖13的B9方案大部相同，但是振蕩調制的調節電路有兩級脈沖振蕩器，使反饋調節更平穩、均勻。
附圖10-附圖14的電路都包含有本發明的超微功耗開關電源轉換電路、自體供電保持電路、功率開關擴增電路這三個組成部分，其前級電路可以是如圖5的前級電路那樣的聲光控電路，圖8和圖9那樣的遠紅外/光雙控電路也可以是其他種類的自動控制或者遙控接收電路，如主動紅外線、超聲波、無線電、載波接收電路與譯碼電路等。
技術特征(一)在附圖1至附圖4的A方案當中，有如下特點(1)它由①感應放大器；②與邏輯、延時和觸發電路；③超微功耗開關電源轉換電路；④自體供電保持電路；⑤功率開關擴增電路(或者由①遙控接收/譯碼電路；②邏輯控制和觸發電路；③超微功耗開關電源轉換電路；④自體供電保持電路⑤功率開關擴增電路)等部分組成。其超微功耗開關電源轉換電路采用它激方式產生振蕩，經由開關管輸出給脈沖變壓器B。
(2)其功率開關擴增電路可以是附圖1、A1號方案當中的單向硅電路，也可以是附圖2中A2號方案當中的雙向硅功率開關擴增電路。
(3)在A1號方案當中，可控硅S1的輸入端連接前級的觸發電路的輸出端，S1的陽極連接全橋的正輸出，陰級連接自體供電保持電路的R10和DW2、D3的正端，并通過R11、DW4與S2的控制級相連，S2陽極連接全橋的正輸出，陰級連接全橋的負端(虛擬接地)。
(4)在A2號方案當中，可控硅S1的輸入端連接前級的觸發電路的輸出端，S1的陽極連接自體供電保持電路的R13、R10和DW2的負端，前級工作電源的正端連接到R13、和DW2的正端和全橋的正輸出端，前級工作電源的負端(虛擬接地)經過濾波電路的R7連接到D2、D3的正級，D2的負級連接R10，D3的負級連接到變壓器B的次級一端。全橋的一個輸入端連接S2一輸出極，另一個輸入端經過R22連接到S2另一輸出極，并且通過R23連接S2的控制級。
(5)在A3方案當中，其超微功耗開關電源轉換電路有二級振蕩器，其主振蕩器和主振蕩器的前級控制振蕩器是由與非門的多諧振蕩器組成的，主振蕩器是一個由IC3c、IC3d等組成的典型的可控多諧振蕩器，其控制輸入端連接前級由IC3a、IC3b等組成的壓控頻率振蕩器的輸出端，后級可控多諧振蕩器的輸出端連接起開關作用的MOS三極管的輸入端；其壓控頻率振蕩器的連接方法為，R3、R4串連后的兩端連接儲電電容C7的正負端，R3、R4的分壓處連接D0的正極，D0的負極分別連接R5、R6，R5、R6的另一端分別連接IC3a、IC3b的一個輸入端，IC3a的另一個輸入端連接R1、R2，R1的另一端連接DW1的負端，DW1的正端連接全橋的正輸出端，R2的另外一端連接到該部分電路的負電源端和全橋的負輸出端。
(6)在A4方案當中，其超微功耗開關電源轉換電路其超微功耗開關電源轉換電路有二級振蕩器，其主振蕩器和主振蕩器的前級控制振蕩器是由施密特與非門的多諧振蕩器組成的，主振蕩器是一個由IC2b等組成的可控多諧振蕩器，其一個輸入端通過D3連接前級由IC2a等組成的壓控頻率振蕩器的輸出端，IC2b的另外一個輸入端連接R6、R7，R6另外一端連接到DW1負極，DW1正極連接到全橋的正輸出端，其輸出端連接起開關作用的MOS三極管的輸入端；其壓控頻率振蕩器的連接方法為，R3、R2串連后的兩端連接儲電電容C7的正負端，R3、R2的分壓處連接D1的正極，D1的負極分別連接IC2a的輸入端，IC2a輸出端通過D3連接到后級主振蕩器，IC2a的輸入端連接有C1、R4，C1的另一端接地，R4另一端連接R5和D2，R5和D2的另一端連接到IC2a的輸出端。
(7)在A方案當中，給超微功耗開關電源轉換電路提供工作電源的是一個由三極管和穩壓管構成的穩壓源，三極管集電極連接220V整流全橋的正端，發射極連接脈沖振蕩器的正電源VDD2，基級連接穩壓管的正級，穩壓管的負級連接220V整流全橋的負端。該脈沖振蕩器是有一個可控端的門電路多諧振蕩器，其控制端連接到在全橋正負端電阻并聯的幾個電阻(和穩壓管)的分壓處，振蕩器輸出連接一個起開關作用的三極管的輸入端，此三極管也可以是MOS型管或者達林頓管，三極管的輸出端連接脈沖變壓器的初極端。
(二)在附圖5至附圖14的B方案當中，有如下特點(1)它由①感應放大器；②與邏輯、延時和觸發電路；③超微功耗開關電源轉換電路；④自體供電保持電路；⑤功率開關擴增電路(或者由①遙控接收/譯碼電路；②邏輯控制和觸發電路；③超微功耗開關電源轉換電路；④自體供電保持電路⑤功率開關擴增電路)等部分組成。它與A方案不同的是其超微功耗開關電源轉換電路采用自激方式產生振蕩并輸出給脈沖變壓器B，這個振蕩器的供電方式是與變壓器初級串連，再分別與全橋的正負輸出端連接，它可由互補管組成的多諧振蕩器構成，也可由電感三點式振蕩器構成，該振蕩器是一個可控振蕩器。
(2)在附圖5所示的B1方案當中，N3的基極連接N2的集電極，N3的發射極連接變壓器B的初級一端，B初級的另一端通過R8連接到全橋的正級，N3的集電極連接R11，R11的另一端連接C7和R12，C7的另一端連接N2的基極，N2的發射極連接全橋的負端，R12的另一端連接N4的集電極，N4的基極連接到R13、R14、DW2串連之后與R15的分壓處。變壓器B的次級一端連接到前級負電源也同時是全橋的負輸出端(虛擬地)，B另外一端連接到D2的正極，D2的負極連接到儲電電容C6。
(3)在附圖6所示的B2方案當中，N4的基極連接N5的集電極，N4的發射極連接變壓器B的初級一端，B初級的另一端通過R8連接到全橋的正級，N4的集電極連接R18，R18的另一端連接C6和R17，C6的另一端連接N5的基極，N5的發射極連接全橋的負端，R17的另一端連接N3的集電極，N3的基極連接到R16、R15、DW4串連之后與R14的分壓處。變壓器B的次級一端連接到前級正電源也同時是全橋的正輸出端，B另外一端連接到D2的負極，D2的正極連接到儲電電容C5的負級和自體供電保持電路的D2的正級。
(4)在附圖7所示的B3方案當中，開關電源轉換電路的控制三極管N5的基極連接到二極管D4的正級，D4的負極連接R23，R23再連接到IC1d的輸出端。
(5)在附圖8所示的B4方案當中，前級遠紅外感應放大與邏輯、延時和觸發電路由一個遠紅外專用芯片和少部分周圍元件組成，儲電電容C12通過R12與一個穩壓源的輸入端連接，穩壓源的輸出端連接前級電路的正電源端。
(6)在附圖9所示的B5方案當中，前級遠紅外感應放大電路由傳感器和一片低功耗四運放組成，其中3個運放組成低通放大器對遠紅外信號放大，另一個運放IC1d與D1、R12、D2、R14、N1組成前級工作電源的穩壓源，其連接方法是D1正級連接發光管L2的正極，D1負級連接R12和IC1d的正輸入端，IC1d的負輸入端連接到R13、R14的分壓端，IC1d的輸出端連接D2的負端，D2的正端連接到N1的基極和R14，N1的集電極連接到R14的另外一端和C12，N1的發射極連接到IC1的正電源端。
(7)在附圖10所示的B6方案當中，P點是連接前級電路的輸入端；儲電電容C5連接到轉換電源輸出整流管D5和自體供電保持電路的二極管D6兩者的負端，再連接到R2，R2另外一端與R3的分壓處連接D1的正極，D1的負極連接IC1a的一個輸入端；IC1a是一個施密特電路，與其他元件組成振蕩器，IC1a的正電源連接VDD1，為前級電路的正電源端；發光管L1的正極連接VDD1，負極連接IC1a的另一輸入端并與R5連接，R5另一端接VSS(虛擬地)。
(8)附圖12所示的B8方案當中，對電源轉換電路的可控振蕩器進行調制的是由與非門壓控頻率振蕩器等組成的電路，其連接方法是儲電電容C6連接到轉換電源輸出整流管D4和自體供電保持電路的二極管D5兩者的負端和D1的正端，D1的負端再連接到R3，R3的另一端分別經由R1和R2連接到壓控頻率振蕩器的IC3a、IC3b兩個門的輸入端，IC3b的輸出端連接到IC3c的一個輸入端，IC3c的另一個輸入端連接L1的負端和R5，L1的正端連接VDD1，R5另一端接地；IC3c輸出端通過微分電路連接到IC3d的輸入端，IC3d的輸出端經過D2連接到其后的電源轉換電路的后級電路的控制端。
(9)附圖13所示的B9方案當中，其電源轉換電路的主振蕩器是一個電感式三點振蕩器，它受一個開關三極管的控制，這個起開關作用的三極管可以是MOS管，也可以是其他，后級主振蕩器與開關管串連連接并分別連接到全橋的正負輸出端；開關管M1的控制輸入端經過D3連接到前級的壓控頻率振蕩器的輸出端，壓控頻率振蕩器由施密特門IC1B及周圍元件組成。
(10)附圖14所示的B10方案當中，電源轉換電路有三級振蕩器構成，前級壓控頻率振蕩器由兩級多諧振蕩器構成，IC1a是壓控振蕩器，經過IC1c反向，控制IC1b組成的振蕩器，IC1b再控制后級的主振蕩器。
權利要求
1.關于采用AC、DC轉換法的幾種單線制開關技術解決方案，可用于對各種阻性、容性、感性用電器的照明或者其他自動控制，特別是節能燈和目光燈的開關控制，本發明的技術解決方案共分成A、B兩大類，其特征在于其構成具有以下部分①感應放大器；②與邏輯、延時和觸發電路；③超微功耗開關電源轉換電路；④自體供電保持電路；⑤功率開關擴增電路(或者由①遙控接收/譯碼電路；②邏輯控制和觸發電路；③超微功耗開關電源轉換電路；④自體供電保持電路⑤功率開關擴增電路)等部分組成。
2.如權利要求1所述的裝置其特征在于在A方案當中，其電源轉換電路的主振蕩器采用它激方式產生振蕩，給超微功耗開關電源轉換電路提供工作電源的是一個由三極管和穩壓管構成的穩壓源，三極管集電極直接或者間接的連接整流全橋的正端，發射極直接或者間接連接主振蕩器的正電源VDD2，基級連接穩壓管的正級，穩壓管的負級連接220V整流全橋的負端；如A1方案中，該脈沖振蕩器是有一個可控端的門電路多諧振蕩器，其控制端連接到在全橋正負端之間串接的幾個電阻(和穩壓管)的分壓處，振蕩器輸出連接一個起開關作用的三極管的輸入端，此三極管也可以是MOS型管或者達林頓管，三極管的輸出端連接變壓器的初極端；變壓器的次極端經整流管整流，為儲電電容充電，此為整個開關工作電源的閉態得電方式；它的開態得電方式是由其自體供電保持電路獲得，自體供電保持電路由DW2、R10、D3、C5等組成，DW2、R10和D3的正極連接到可控硅S1的陰極，D3的負極連接到儲電電容C5。
3.如權利要求1所述的裝置其特征在于在B方案當中有如下特點其電源轉換電路的主振蕩器采用自激方式產生振蕩并輸出給脈沖變壓器B，這個振蕩器的供電方式是與變壓器初級串連，再分別與全橋的正負輸出端連接，它可由互補管組成的多諧振蕩器構成，也可由電感三點式振蕩器構成，該振蕩器是一個可控振蕩器；在由互補管組成的自激振蕩器作為主振蕩器如B1的方案當中，振蕩器的起振受N4控制，其連接方式為N3的基極連接N2的集電極，N3的發射極連接變壓器B的初級一端，B初級的另一端通過R8連接到全橋的正級，N3的集電極連接R11，R11的另一端連接C7和R12，C7的另一端連接N2的基極，N2的發射極連接全橋的負端，R12的另一端連接N4的集電極，N4的基極連接到R13、R14、DW2串連之后與R15的分壓處，變壓器B的次級一端連接到前級負電源也同時是全橋的負輸出端(虛擬地)，B另外一端連接到D2的正極，D2的負極連接到儲電電容C6；在由電感三點式振蕩器構成的B9方案當中，其電源轉換電路的主振蕩器受一個起開關作用的MOS型三極管的控制，這個起開關作用的三極管可以是MOS管，也可以是其他，后級主振蕩器與開關管串連連接并分別連接到全橋的正負輸出端；開關管M1的控制輸入端連接到DW1、R8、R9串連后與R10的分壓處，同時也經過D3連接到前級的壓控頻率振蕩器的輸出端，壓控頻率振蕩器是由施密特門IC1b及周圍元件組成的。
4.如權利要求1所述的裝置其特征在于在A2方案當中，其各部分電路與全橋正負輸出端的連接關系和自體供電保持電路的連接方法有如下特點，前級感應放大器、與邏輯、延時和觸發電路的正電源端直接與全橋的正輸出端相連；其自體供電保持電路由DW2、R13、R10、D2和C5構成，可控硅S1的輸入端連接前級的觸發電路的輸出端，S1的陽極連接自體供電保持電路的R13、R10和DW2的負端，前級工作電源的正端連接到R13、和DW2的正端和全橋的正輸出端，前級工作電源的負端(虛擬接地)經過濾波電路的R7連接到D2、D3的正級，D2的負級連接R10，D3的負級連接到變壓器B的次級一端；變壓器B的初級一端經由R8連接到全橋的正輸出端，另外一端連接到N3的集電極，N3的發射極連接到可控硅S1的陰極、電源轉換電路的主振蕩器的負電源端和全橋的負輸出端。
5.如權利要求1所述的裝置其特征在于在A3方案當中，其超微功耗開關電源轉換電路有二級振蕩器，主振蕩器和主振蕩器的前級控制振蕩器是由與非門的多諧振蕩器組成的，主振蕩器是一個由IC3c、IC3d等組成的典型的可控多諧振蕩器，其控制輸入端連接前級由IC3a、IC3b等組成的壓控頻率振蕩器的輸出端，后級可控多諧振蕩器的輸出端連接起開關作用的MOS三極管的輸入端；其壓控頻率振蕩器的連接方法為，R3、R4串連后的兩端連接儲電電容C7的正負端，R3、R4的分壓處連接D0的正極，D0的負極分別連接R5、R6，R5、R6的另一端分別連接IC3a、IC3b的一個輸入端，IC3a的另一個輸入端連接R1、R2，R1的另一端連接DW1的負端，DW1的正端連接全橋的正輸出端，R2的另外一端連接到該部分電路的負電源端和全橋的負輸出端。
6.如權利要求1所述的裝置其特征在于在A4方案當中，其超微功耗開關電源轉換電路有二級振蕩器，主振蕩器和主振蕩器的前級控制振蕩器是由施密特與非門多諧振蕩器組成的，主振蕩器是一個由IC2b等組成的可控多諧振蕩器，其一個輸入端通過D3連接前級由IC2a等組成的壓控頻率振蕩器的輸出端，IC2b的另外一個輸入端連接R6、R7，R6另外一端連接到DW1負極，DW1正極連接到全橋的正輸出端，其輸出端連接起開關作用的MOS三極管的輸入端；其壓控頻率振蕩器的連接方法為，R3、R2串連后的兩端連接儲電電容C7的正負端，R3、R2的分壓處連接D1的正極，D1的負極分別連接IC2a的輸入端，IC2a輸出端通過D3連接到后級主振蕩器，IC2a的輸入端連接有C1、R4，C1的另一端接地，R4另一端連接R5和D2，R5和D2的另一端連接到IC2a的輸出端。
7.如權利要求1所述的裝置其特征在于在B4方案當中，前級的感應放大器和與邏輯、延時和觸發電路均由傳感器和一個遠紅外專用芯片等組成，這是一個型號為0001(包括BISS0001及其同類型芯片)的專用遠紅外控制IC，；儲電電容C12通過R12與一個穩壓源的輸入端連接，穩壓源的輸出端連接前級電路的正電源端，這個前級電路和它的穩壓源也可以與A3、A4、B6、B7、B8、B9的各方案組合構成一個完整的遠紅外延時開關的實施例。
8.如權利要求1所述的裝置其特征在于在B5方案當中，前級的感應放大器由傳感器和一片低功耗四運放IC等組成，其中3個運放組成一個典型的低通放大器，另一個運放IC1d與D1、R12、D2、R14、N1組成前級工作電源的穩壓源，其連接方法是D1正級連接發光管L2的正極，D1負級連接R12和IC1d的正輸入端，IC1d的負輸入端連接到R13、R14的分壓端，IC1d的輸出端連接D2的負端，D2的正端連接到N1的基極和R14，N1的集電極連接到R14的另外一端和C12，N1的發射極連接到IC1的正電源端；此前級電路也可和本發明的各方案組合構成一個完整的遠紅外延時開關的實施例。
9.如權利要求1所述的裝置其特征在于在B7方案和B10方案當中，其超微功耗開關電源轉換電路具有三級振蕩器，最前級的振蕩器是壓控頻率振蕩器，它控制二級振蕩器起振與否，二級振蕩器控制主振蕩器起振與否；前兩級振蕩器均由施密特與非門等組成，后級主振蕩器由可控的互補管多諧振蕩器或電感三點式振蕩器構成；B7方案的連接方式為DW1的正端連接全橋的正輸出端和R14，DW1的負端連接通過串連的R9、R10連接到D3、D4的正端，D4的負端連接N2的基極和R11、C3，R11、C3的另一端接地，N2的集電極通過R12連接到R13、C4，R13的另一端連接N4的基極，N4的集電極連接N3的基極，N3的集電極連接C4；D3的負極連接IC1b的輸出端，IC1b的一個輸入端連接L1的負端和R7，L1的正端連接前級正電源VDD1；IC1b的另一個輸入端連接D2的負極，D2的正極連接IC1a的輸出端，IC1a的輸入端連接C1、R5、R4，R4的另一端連接N1的發射極，N1的集電極通過R3連接到地和C1的另一端，R5的另一端連接D1的正端和R6，D1的負端和R6的另一端連接IC1a的輸出端；在B10方案當中，DW1的正端連接全橋的正輸出端和R12，DW1的負端連接通過串連的R8、R9連接到D3的正端和R10、C3及M1的控制端，R10、C3的另一端接地，M1的源極連接N1的發射極，N1同變壓器B、C5、C4、R11構成電感三點式振蕩器，振蕩器另外一個連接端通過R12連接到全橋的正輸出端；D3的負極連接IC1b的輸出端，IC1b的一個輸入端連接L1的負端和R6，L1的正端連接前級正電源VDD1；IC1b的另一個輸入端連接D2的負極，D2的正極連接IC1a的輸出端，IC1a的一個輸入端連接C1、R4、和D0的負端，D0的正端連接R2、R3，R2的另一端連接儲電電容C6，R3另一端連接地和C1的另一端，R4的另一端連接D1的負端和R5，D1的正端和R6的另一端連接IC1a的輸出端。
10.如權利要求1所述的裝置其特征在于本發明的功率開關擴增電路有兩種，其電路以大功率可控硅為功率開關觸點，使用靈敏觸高的小電流直流可控硅觸發大功率可控硅，開關是一種免接零的單線制開關，它的功率開關擴增電路可以是如A1號方案當中的單向硅電路，也可以是A2號方案當中的雙向硅電路，A1號方案其典型連接方式為S2的陽級連接全橋的正輸出端，陰極連接地，控制極連接DW4的負極，DW4的正極通過R11連接S1的陰極和DW2的正極；A2號方案當中的連接方式為全橋的兩個輸入端一個直接連接到T1的輸出端，一個通過R22間接連接到T1的另一個輸出端，并通過R23連接到T1的控制極，在可控硅的t1極和控制極之間并連有C10。
全文摘要
本發明屬于電學的照明開關領域，是主要用于節能燈和日光燈的采用AC、DC轉換法的幾種單線制開關技術解決方案；為使所有種類的節能燈被用于該開關時絕不發生閉態閃爍，需要將節能燈電子開關的閉態靜耗電電流設計得更小，使開關在照明市電回路實際消耗功率在5－10mW甚至之下；本發明采用若干種AC/DC微功耗開關電源進行電壓電流轉換的方法，可使其靜耗功率滿足要求，并有極寬功率負荷范圍、超強的耐電流沖擊能力，可用于包括節能燈和日光燈在內的各種容性、感性負載；它由①感應放大器(或者遙控接收與譯碼電路)；②與邏輯、延時和觸發電路(或者邏輯控制和觸發電路)；③超微功耗開關電源轉換電路；④自體供電保持電路；⑤功率開關擴增電路等部分組成。
文檔編號H03K17/94GK1889362SQ20051007981
公開日2007年1月3日 申請日期2005年6月29日 優先權日2005年6月29日
發明者陳有毅 申請人:陳有毅