單火線開關供電電源部份的工作原理

2021-03-04 00:58:53 字數 1698 閱讀 6622

在單火線開關的供電是分成兩部份來實現對控制電路的供電。

1、關態供電(待機供電):主要是由微電流電源模組dy10a組成,dy10a負責把220v的電網電壓變成6.3v的低壓直流輸出。

從圖1的路徑中看到,電網電源從零線通過燈負載到整流二極體d1的正端入負端出,然後串入了限流電阻r1加到電源模組dy10a的高壓輸入腳1腳,由電源內部的公共接地端2腳引出和借用了橋堆的負輸出臂的乙個二極體回到電網的火線端形成乙個電流迴路。使得電源模組有高壓電源輸入,低壓輸出端3腳就有了6.3v的直流電壓輸出供給控制電路使用。

電路雖然稱為單火線,實際上也是由零火線工作的,只不過借用了燈具作為連線零線的通路,這就產生了乙個問題,由於節能燈或led類燈具只要通過很小的電流,在關燈時都會產生閃光現象,特別是led燈閃光的時候非常亮,這個電流一般不能大於30μa,當然有些燈具大一些(例如100μa)也不會閃,但為了做成的開關能適應更多的燈具這個電流是越小越好。由於微電流的電源模組轉換效率一般都比較低,不超過50%,所以在輸入電流30μa的情況下,模組3腳能提供給控制電路使用的電流不會超過0.5ma,如果要求更高一點的話最好控制在0.

3ma以下。

除了控制盡量小的使用電流以外,電源模組本身的空載電流也是乙個關鍵因素。如果電源模組本身的空載電流大於30μa的話,就算控制電路使用的電流為零也無法將開關的整體待機電流做到30μa以下。所以我們才開發了這一種電源模組它的空載電流只有5μa,這樣在有條件把控制電路的使用電流做得很小的話,整個開關的待機電流就能做得很小,就能適應更多的節能燈或led燈。

2、開態供電:上面是在待機時的情況,但是在開燈的時候,即繼電器閉合的狀態下,火線就等於加到了整流二極體的正端通過燈具到零線,電源模組的輸入端就沒有了電壓,當然也就沒有輸出6.3v直流電壓了。

(圖2)。為了在開燈的狀態下維持電路的供電,我們使用了雙向可控矽和兩個穩壓管組成了開態取電電路,取電電路的原理可以簡化成圖3,我們把它等效成乙個可變電壓源,這個電壓源的內阻是根據流過的燈電流的大小而變的,流過的燈電流小等效的電壓源內阻就大,流過的燈電流大這個電壓源的內阻就小,也就是說燈的功率小流過的電流小,經過整流橋取出的電流也小,一般為燈電流的60%左右,而這個電壓源兩端的電壓是由穩壓管的穩壓值決定,在這裡是8.5v左右,經整流後輸出的直流約7.

7v。當繼電器觸點斷開後,這個電壓源由於沒有電流通過,電壓源的電壓也為零,整流橋就沒有電壓輸出。

簡單地說關燈時由電源模組給控制電路供電,開燈時由取電電路給控制電路供電。

還有一點是我們要注意的。由上面的取電電壓源的原理知道,取電電路取出的電流只有燈電流的60%,例如乙個5w的燈具,在220v時的電流是5÷220=22.7ma,取電電路能輸出的電流是22×0.

6=13ma,在用繼電器作為開關執行元件的開關中,按照常規的繼電器吸合電路是很難達到的,所以我們採取了繼電器吸合低耗維持電路,具體電路參見多路繼電器吸合電路。即使是這樣在設計時仍然要選擇線圈吸合功率為0.25w以下的繼電器為好。

在使用繼電器的開關中,一般對最小功率的燈具有乙個限制,即使採用高靈敏度的繼電器也只能控制5w以上的燈具。如果使用光耦可控矽則可以做到控制2w以上的燈具。

另外,取電電路的雙向可控矽的發熱問題也是乙個需要重視的問題,由於可控矽本身的特性,大電流通過時是要耗散功率而發熱,實測to220封裝的可控矽在不加散熱片的情況下能通過的電流只有2a左右(溫公升40℃),在密閉的開關盒內這已是極限了。這樣如果是兩路開關每路的電流只有1a,如果是3路的則每路只有0.6a,這個開關電流是嫌小了一點。

但是要做大一些電流的話,必須要解決雙向可控矽的散熱,這要根據具體的開關結構實施。

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