一种单火线全功率触摸开关电路制造技术

本发明专利技术涉及一种单火线全功率触摸开关电路，包括直流电源单元、人体电容触摸检测单元、串设在主电路中的主开关元件以及主开关元件控制单元，所述主开关元件包括一个双向晶闸管、一个继电器KA，所述双向晶闸管和继电器的常开触头并联后串设在主电路中。本发明专利技术通过在开关电路中以并联的方式同时在主电路中串设双向晶闸管和继电器的常开触头，负载检测电路通过检测负载电流将储能电容充电至设定电压值的时间判断开关电路负载，电路结构非常简单且工作可靠，产品成本低廉，在小负载状态下，所述屏蔽电路屏蔽所述人体电容触摸检测单元输出至继电器控制电路输入端的开启控制信号从而断开继电器，而在大负载状态下，保持开启控制信号从而闭合继电器，因此同时适合大小功率的负载，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种单火线全功率触摸开关电路
本专利技术涉及一种墙壁触摸开关控制电路，特别是单火线全功率触摸开关电路。
技术介绍
墙壁触摸开关外形美观、大方，触摸无磨损，使用寿命长，防尘、隔水安全可靠，深受广大用户的喜爱，因此应用越来越为广泛。墙壁触摸开关控制的用电器根据其额定功率的大小分为小功率开关和大功率开关，通常额定功率在200W以下为小功率开关，大于500W为大功率开关。根据开关电路中作为负载电流主要通路的主电路中采用的主开关元件的不同，现有的墙壁触摸开关大体分为KA式触摸开关和SCR式触摸开关两种，分别以继电器（KA）和双向晶闸管作为主开关元件。由于其采用的主开关元件的特性不同，两种类型的触摸开关各有优点和不足：1）双向晶闸管（SCR）式触摸开关可设为零电压开关，驱动电流小，控制小功率灯具时无频闪和微亮的优点，但是双向晶闸管受到散热能力的限制，通常只适合控制500W以下负载，不能兼顾大功率负载；2）继电器式触摸开关能够使用在大功率用电器的场合，但是继电器式触摸开关线圈耗电大，不能兼顾小功率负载，且开关的开通、关断随机，电流冲击大、电磁干扰大、难以满足EMC的要求；采用磁保持继电器虽然大小功率能兼顾，但价格是普通继电器的3~4倍，性价比低，难以实现平民化，影响开关的应用领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种结构简单、成本低、且同时适合小功率和大功率负载的单火线全功率触摸开关电路。为实现上述目的，本专利技术提供了一种单火线全功率触摸开关电路，包括直流电源单元、人体电容触摸检测单元、串设在主电路中的主开关元件以及主开关元件控制单元，其特征在于：所述主开关元件包括一个双向晶闸管、一个继电器，所述双向晶闸管和继电器的常开触头并联后串设在主电路中；所述主开关元件控制单元包括晶闸管控制电路、继电器控制电路及负载检测和屏蔽电路，所述人体电容触摸检测单元输出端与晶闸管控制电路及继电器控制电路的输入端连接；所述负载检测和屏蔽电路包括一个串接在主电路中的采样电容，通过检测负载电流将储能电容充电至设定电压值的时间判断开关电路负载，在小负载状态下，所述负载检测和屏蔽电路屏蔽所述人体电容触摸检测单元输出至继电器控制电路输入端的开启控制信号。本专利技术通过在开关电路中以并联的方式同时在主电路中串设双向晶闸管和继电器的常开触头，负载检测和屏蔽电路通过检测负载电流将储能电容充电至设定电压值的时间判断开关电路负载，使得负载检测电路结构非常简单且工作更加可靠，产品成本低廉，在小负载状态下，屏蔽人体电容触摸检测单元输出至继电器控制电路输入端的开启控制信号从而断开继电器，而在大负载状态下，保持开启继电器控制信号从而闭合继电器，因此同时适合大小功率的负载，应用前景广阔。下面将结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步的说明。附图说明附图1为本专利技术具体实施例1电路原理图；附图2为本专利技术具体实施例2电路原理图；附图3为本专利技术具体实施例3电路原理图；附图4为本专利技术具体实施例4电路原理图。具体实施方式本专利技术的单火线全功率触摸开关电路包括直流电源单元、人体电容触摸检测单元、串设在主电路中的主开关元件以及主开关元件控制单元，所述主开关元件包括一个双向晶闸管、一个继电器KA，所述双向晶闸管和继电器的常开触头并联后串设在主电路（即负载电流的通道）中；所述主开关元件控制单元包括晶闸管控制电路、继电器控制电路及负载检测和屏蔽电路，所述人体电容触摸检测单元输出端与晶闸管控制电路及继电器控制电路的输入端连接，以同时向晶闸管控制电路及继电器控制电路发出导通（闭合）或截止（断开）的控制信号，负载检测和屏蔽电路再根据检测到的负载功率的大小确定是否屏蔽其中继电器控制电路的导通（闭合）控制信号；人体电容触摸检测单元的输出信号根据晶闸管控制电路和继电器控制电路的要求可以是脉冲信号，也可以是电平信号。所述负载检测和屏蔽电路包括一个串接在主电路中的采样电容，负载检测和屏蔽电路通过检测负载电流将储能电容充电至设定电压值的时间判断开关电路负载，在小负载状态下，所述屏蔽电路屏蔽所述人体电容触摸检测单元输出至继电器控制电路输入端的开启控制信号，使得电路在小负载时，双向晶闸管导通，继电器KA的常开触头断开，在大负载时，双向晶闸管截止，继电器KA的常开触头闭合。所述切换控制电路可以采用以单片机为核心的单片微型计算机系统或PLC实现，但是这会导致成本增加，同时单片微型计算机系统内部的控制程序也存在出错或死机的风险。具体实施例1：如图1所示，本具体实施例中，所述人体电容触摸检测单元由电容输入电路和电容触摸检测电路组成，并以电平的信号方式进行控制，以提高抗干扰能力。所述电容输入电路由触摸片M和触发灵敏度调节电容组成，电容输入电路由触摸片M和触发灵敏度调节电容C8组成，所述触发灵敏度调节电容C8一端接电源负极，另一端与触摸片M连接并同时作为电容输入电路的输出端，触摸片M由导电金属片制成，通过设置合适的灵敏度调节电容C8，可以得到合适的触摸灵敏度，防止误触发，灵敏度调节电容C8通常选择30-47pF为宜；所述电容触摸检测电路由单通道电容触摸开关集成电路U1为核心组成的双稳态电路构成，单通道电容触摸开关集成电路U1可选用如RH6030、TTP223、ASC0111B，SOT23-6等集成芯片，本具体实施例选用RH6030，单通道电容触摸开关集成电路U1的第4、5、6脚连接到直流电源的正极，第2脚连接到直流电源的负极，触摸片M与单通道电容触摸开关集成电路U1的第3脚连接，触发灵敏度调节电容C1连接在单通道电容触摸开关集成电路U1的第2脚和第3脚之间构成初始输出为高电平的双稳态电路，单通道电容触摸开关集成电路U1的第1脚为输出端，当所述电容触摸检测电路的输入端电容增加时，所述电容触摸检测电路的输出端电平翻转。所述直流电源单元包括充电电路、预稳压电路和精稳压电路。预稳压电路包括第一储能电容C3、稳压开关管V4、第四反相器U3-2、第五反相器U3-1、第三下拉电阻R3、第一上拉电阻R20、第一阈值稳压二极管VD3和第三隔离二极管VD8，所述稳压开关管V4选用场效应管，优选为低压驱动场效应管，所述稳压开关管V4的源极和漏极与所述双向晶闸管和继电器KA的常开触头并联支路串联后形成主电路中，两端作为电路的对外连接点L1、L，所述第四反相器U3-2的输入端与工作电源负极之间连接有第二下拉电阻R4，所述第一阈值稳压二极管VD3连接在第四反相器U3-2的输入端与第一储能电容C3正极端之间，第一阈值稳压二极管VD3的阴极与第一储能电容C3正极端连接，所述第三隔离二极管VD8连接在第四反相器U3-2的输出端与第五反相器U3-1输入端之间，所述第三隔离二极管VD8阴极连接在第四反相器U3-2的输出端上对第四反相器U3-2的高电平输出进行隔离，所述第三下拉电阻R3连接在第五反相器U3-1输入端工作电源负极之间，所述第一上拉电阻R20连接在第五反相器U3-1输入端工作电源正极之间，第五反相器U3-1输出端与稳压开关管V4栅极连接；所述精稳压电路包括滤波电容C1、三端稳压器U2和第一储能电容C3，所述滤波电容C1连接在三端稳压器U2输出端和工作电源负极之间，所述第一储能电容C3连接在三端稳压器U2输入端；所述充电电路包括第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单火线全功率触摸开关电路，包括直流电源单元、人体电容触摸检测单元、串设在主电路中的主开关元件以及主开关元件控制单元，其特征在于：所述主开关元件包括一个双向晶闸管、一个继电器，所述双向晶闸管和继电器的常开触头并联后串设在主电路中；所述主开关元件控制单元包括晶闸管控制电路、继电器控制电路及负载检测和屏蔽电路，所述人体电容触摸检测单元输出端与晶闸管控制电路及继电器控制电路的输入端连接；所述负载检测和屏蔽电路包括一个串接在主电路中的采样电容，通过检测负载电流将储能电容充电至设定电压值的时间判断开关电路负载，在小负载状态下，所述负载检测和屏蔽电路屏蔽所述人体电容触摸检测单元输出至继电器控制电路输入端的开启控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种单火线全功率触摸开关电路，包括直流电源单元、人体电容触摸检测单元、串设在主电路中的主开关元件以及主开关元件控制单元，其特征在于：所述主开关元件包括一个双向晶闸管、一个继电器，所述双向晶闸管和继电器的常开触头并联后串设在主电路中；所述主开关元件控制单元包括晶闸管控制电路、继电器控制电路及负载检测和屏蔽电路，所述人体电容触摸检测单元输出端与晶闸管控制电路及继电器控制电路的输入端连接；所述负载检测和屏蔽电路包括一个串接在主电路中的采样电容，通过检测负载电流将储能电容充电至设定电压值的时间判断开关电路负载，在小负载状态下，所述负载检测和屏蔽电路屏蔽所述人体电容触摸检测单元输出至继电器控制电路输入端的开启控制信号。2.根据权利要求1所述的单火线全功率触摸开关电路，其特征在于：所述人体电容触摸检测单元由电容输入电路和电容触摸检测电路组成，所述电容输入电路由触摸片和触发灵敏度调节电容组成，所述触发灵敏度调节电容一端接电源负极，另一端与触摸片连接并同时作为电容输入电路的输出端；所述电容触摸检测电路为由单通道电容触摸开关集成电路为核心组成的双稳态电路构成，所述电容触摸检测电路的输入端电容增加时，输出端电平翻转；所述直流电源单元包括充电电路、预稳压电路和精稳压电路，所述预稳压电路切换控制电路中的负载检测电路包括第一储能电容、稳压开关管、第四反相器、第五反相器、第三下拉电阻、第一阈值稳压二极管和第三隔离二极管，所述稳压开关管为场效应管，所述稳压开关管的源极和漏极与所述双向晶闸管和继电器的常开触头并联支路串联后串设在主电路中，所述第四反相器的输入端与工作电源负极之间连接有第二下拉电阻，所述第一阈值稳压二极管连接在第四反相器的输入端与第一储能电容正极端之间，第一阈值稳压二极管的阴极与第一储能电容正极端连接，所述第三隔离二极管连接在第四反相器的输出端与第五反相器输入端之间，所述第三下拉电阻连接在第五反相器输入端工作电源负极之间，第五反相器输出端与稳压开关管栅极连接；所述精稳压电路包括滤波电容、三端稳压器和第一储能电容，所述滤波电容连接在三端稳压器输出端和工作电源负极之间，所述第一储能电容连接在三端稳压器输入端；所述充电电路包括第三充电二极管、第四充电二极管、第二限流电阻，第三充电二极管与第二限流电阻串联后连接在双向晶闸管和继电器的常开触头并联支路的一端及第一储能电容的正极端之间构成第一电源充电支路，第四充电二极管阳极连接在双向晶闸管和继电器的常开触头并联支路的另一端，第四充电二极管负极连接在第一储能电容的正极端构成第二电源充电支路；所述主开关元件控制单元中的继电器控制电路包括第一开关三极管和由施密特反相器构成的第一整形电路，所述继电器线圈与第一开关三极管串联后连接在工作电源两极之间，所述第一开关三极管的控制极与电源负极之间连接有第一下拉电阻构成所述继电器驱动电路,所述第一整形电路输出端与第一开关三极管的控制极连接，所述第一RC充放电电路为慢放快充充放电电路，设置在第一整形电路输入端，所述第一RC充放电电路包括第二放电电阻、第三储能电容和第一充电二极管,所述第三储能电容连接在第一整形电路输入端和工作电源负极之间，所述第二放电电阻和第一充电二极管并联后连接在人体电容触摸检测单元输出端和第一整形电路输入端之间，第一充电二极管阳极端与人体电容触摸检测单元输出端连接；所述主开关元件控制单元中的晶闸管控制电路包括第一放大三极管、光电耦合器、第一限流电阻和由施密特反相器构成的第二整形电路，所述光电耦合器输入侧与第一放大三极管和第一限流电阻串联后连接在工作电源两极之间，所述光电耦合器的输出侧触发双向晶闸管触发极，第一放大三极管极与所述第二整形电路输出端连接构成所述触发电路；所述第二RC充放电电路为快放慢充充放电电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭必广，刘冰冰，蒋连忠，刘希真，
申请(专利权)人：刘冰冰，
类型：发明
国别省市：浙江,33