超高压非隔离定时器专用模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超高压非隔离定时器专用模块，它利用外部半波整流二极管，将交流电整流成同相的脉波电流，在每个同相脉波里，只在极短时间及低压区内实施供电工作，以及利用芯片内部对交流电同步零位检测钳位在低压处实施与交流电低频同步振荡供电，再利用芯片内低频非连续性脉冲动态的对外部储能电容进行动态充电，以维持继电器与提供内部MCU的供电能力，芯片内部结合继电器省电驱动单元与LDO稳压电路单元，再将此芯片结合MCU单片机芯片，可作为小家电定时器专用的高度集成模块，具有体积小、加工容易、无EMI/EMC干扰、不发热、成本低、效率高、符合欧盟ERP标准的优点。

Special Module for Ultra High Voltage Non-Isolated Timer

【技术实现步骤摘要】
超高压非隔离定时器专用模块
本技术涉及一种超高压非隔离定时器专用模块，具体讲是一种交流宽电压输入带有继电器省电驱动直流供电芯片结合MCU单片机芯片的集成模块。
技术介绍
现有技术的定时器电路控制框图如图1所示，定时器电控电路设计是由多个单元组合而成，其中含EMI/EMC对策单元、整流电路单元、AC/DC降压单元，LDO稳压单元、继电器驱动单元、MCU单片机单元、显示单元等组合而成，而每一单元均由多个电子元器件组合而成，其缺点如下：A.体积大以及效率差之问题；B.如使用开关式电源降压时会有EMI/EMC干扰之以及发热的问题；C.成本高；D.加工不易；E.无法符合欧盟ERP标准。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的缺陷，本技术的目的在于：提供超高压非隔离定时器专用模块，根据现有定时器电控电路的缺点，设计一款内含继电器省电驱动以及LDO稳压电路，具有体积小、取出电流适中、无EMI/EMC干扰、不发热、成本低的芯片为首要设计解决目标，再将此芯片结合MCU单片机芯片，使本技术可作为家电定时器专用的高度集成模块。本技术的技术解决方案是：超高压非隔离定时器专用模块，至少设有两个半波交流电源输入接脚、一个工作电压输出接脚、两个直流电压输出接脚、一个继电器控制讯号输入接脚及一个继电器线圈输出接脚、由一MCU单片机芯片内多个I/O脚组成的复合功能接脚，该专用模块包含有：一芯片，该芯片包括一内部供电电路单元，其与半波交流电源输入接脚相连接，其包含有一第一软开关、一恒流源及一启动电路，当芯片上电时，电流经该第一软开关及该恒流源，可对芯片外部的储能电容进行充电，当达到启动电路上限参考电压，该第一软开关即关闭对外部储能电容的充电路径，并提供芯片内部的工作电压；一电容充电电路单元，其与交流电源输入端相连接，其包含有一交流检测钳位电路及一第二软开关，当该交流检测钳位电路检测到低压工作区电位时，即开启该第二软开关，继续对外部的储能电容以低频非连续性脉冲继续充电；芯片内部提供一LDO稳压单元将12V电压降压成5V稳定电压，以提供内部MCU电源、外部元器件以及外部元器件电源使用；一MCU单片机芯片，MCU单片机芯片的电源与地线、超高压供电驱动芯片电源接脚相连接，MCU单片机芯片可提供多个多功能I/O复合脚，分别提供与外部软件刻录、功能定义、对外连接用。进一步地，该半波交流电源输入接脚所输入的半波交流电流利用一二极体，将全波的交流电流转成半波的交流电流。进一步地，该电容充电电路单元包含有一第三软开关，该第三软开关的一端与第一储能电容相连接，另一端连接有一第二储能电容，该第一储能电容的能量可经由第三软开关释放给第二储能电容，以确保负载端足够能量供应。进一步地，第一软开关、第二软开关及第三软开关均为金属氧化物半导体场效电晶体。进一步地，该专用模块还包含有一主动泄放电路单元，该主动泄放电路单元与交流电源输入端相连接，利用主动泄放电路，提供电流源泄放通道，以确保输入能量能在充电期间，对外部储能电容进行充电。进一步地，该电容充电电路单元在第二软开关处设有一过热保护电路以及一第一欠压过压保护电路。进一步地，该电容充电电路单元在第三软开关处设有一第二欠压过压保护电路以及一过电流限制电路。进一步地，芯片内部提供一LDO稳压单元，该LDO稳压单元提供内部MCU电源以及外部元器件电源使用。进一步地，该芯片内置一个继电器省电驱动单元，该继电器省电驱动单元提供外部继电器驱动用。应用本技术所提供的超高压非隔离定时器专用模块，其有益效果是：它利用外部半波整流二极管，将交流电整流成同相的脉波电流，在每个同相脉波里，只在极短时间及低压区内实施供电工作，以及利用芯片内部对交流电同步零位检测钳位在低压处实施与交流电低频同步振荡供电，再利用芯片内低频非连续性脉冲动态的对外部储能电容进行动态充电，以维持内部MCU的供电能力，芯片内部结合继电器省电驱动单元与LDO稳压单元，再将此芯片结合一MCU单片机芯片，可作为小家电定时器专用的高度集成模块，具有体积小、加工容易、无EMI/EMC干扰、不发热、成本低、效率高、符合欧盟ERP标准的优点。附图说明图1为现有技术的定时器电路控制框图；图2为本技术定时器专用模块集成框图；图3为本技术定时器专用模块供电芯片内部框图；图4为本技术定时器专用模块封装图；图5为本技术定时器专用模块外部接线图；图6为本技术定时器专用模块供电芯片内部继电器省电驱动框图；图7为本技术定时器专用模块供电芯片内部继电器时序图；图8为本技术定时器专用模块供电芯片波形图；图中所示：1-半波交流电源输入接脚，2-工作电压输出接脚，3-直流电压输出接脚，4-继电器控制讯号输入接脚，5-继电器线圈输出接脚，6-MCU单片机芯片，7-复合功能接脚，8-芯片，9-内部供电电路单元，10-第一软开关，11-恒流源，12-启动电路，13-电容充电电路单元，14-交流检测钳位电路，15-第二软开关，16-LDO稳压单元，17-第三软开关，18-第一储能电容，19-第二储能电容，20-主动泄放电路单元，21-过热保护电路，22-第一欠压过压保护电路，23-第二欠压过压保护电路，24-过电流限制电路，25-继电器省电驱动单元。具体实施方式为比较直观、完整地理解本技术的技术方案，现就结合本技术附图进行非限制性的特征说明如下：如图2-图8所示，超高压非隔离定时器专用模块，至少设有两个半波交流电源输入接脚1、一个工作电压输出接脚2、两个直流电压输出接脚3、一个继电器控制讯号输入接脚4及一个继电器线圈输出接脚5、由一MCU单片机芯片6内多个I/O脚组成的复合功能接脚7，该专用模块包含有：一芯片8，该芯片8包括一内部供电电路单元9，其与半波交流电源输入接脚1相连接，其包含有一第一软开关10、一恒流源11及一启动电路12，当芯片8上电时，电流经该第一软开关10及该恒流源11，可对芯片8外部的储能电容进行充电，当达到启动电路12上限参考电压，该第一软开关10即关闭对外部储能电容的充电路径，并提供芯片8内部的工作电压；一电容充电电路单元13，其与交流电源输入端相连接，其包含有一交流检测钳位电路14及一第二软开关15，当该交流检测钳位电路14检测到低压工作区电位时，即开启该第二软开关15，继续对外部的储能电容以低频非连续性脉冲继续充电；芯片8内部提供一LDO稳压单元16将12V电压降压成5V稳定电压，以提供内部MCU电源、外部元器件以及外部元器件电源使用；一MCU单片机芯片6，MCU单片机芯片6的电源与地线、超高压供电驱动芯片8电源接脚相连接，MCU单片机芯片6可提供多个多功能I/O复合脚，分别提供与外部软件刻录、功能定义、对外连接用。该半波交流电源输入接脚1所输入的半波交流电流利用一二极体，将全波的交流电流转成半波的交流电流。该电容充电电路单元13包含有一第三软开关17，该第三软开关17的一端与第一储能电容18相连接，另一端连接有一第二储能电容19，该第一储能电容18的能量可经由第三软开关17释放给第二储能电容19，以确保负载端足够能量供应。第一软开关10、第二软开关15及第三软开关17均为金属氧化物半导体场效电晶体。该专用模块还包含有一主动泄本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超高压非隔离定时器专用模块，其特征在于：至少设有两个半波交流电源输入接脚、一个工作电压输出接脚、两个直流电压输出接脚、一个继电器控制讯号输入接脚及一个继电器线圈输出接脚、由一MCU单片机芯片内多个I/O脚组成的复合功能接脚，该专用模块包含有：一芯片，该芯片包括一内部供电电路单元，其与半波交流电源输入接脚相连接，其包含有一第一软开关、一恒流源及一启动电路，当芯片上电时，电流经该第一软开关及该恒流源，可对芯片外部的储能电容进行充电，当达到启动电路上限参考电压，该第一软开关即关闭对外部储能电容的充电路径，并提供芯片内部的工作电压；一电容充电电路单元，其与交流电源输入端相连接，其包含有一交流检测钳位电路及一第二软开关，当该交流检测钳位电路检测到低压工作区电位时，即开启该第二软开关，继续对外部的储能电容以低频非连续性脉冲继续充电；芯片内部提供一LDO稳压单元将12V电压降压成5V稳定电压，以提供内部MCU电源、外部元器件以及外部元器件电源使用；一MCU单片机芯片，MCU单片机芯片的电源与地线、超高压供电驱动芯片电源接脚相连接，MCU单片机芯片可提供多个多功能I/O复合脚，分别提供与外部软件刻录、功能定义、对外连接用。...

【技术特征摘要】
1.超高压非隔离定时器专用模块，其特征在于：至少设有两个半波交流电源输入接脚、一个工作电压输出接脚、两个直流电压输出接脚、一个继电器控制讯号输入接脚及一个继电器线圈输出接脚、由一MCU单片机芯片内多个I/O脚组成的复合功能接脚，该专用模块包含有：一芯片，该芯片包括一内部供电电路单元，其与半波交流电源输入接脚相连接，其包含有一第一软开关、一恒流源及一启动电路，当芯片上电时，电流经该第一软开关及该恒流源，可对芯片外部的储能电容进行充电，当达到启动电路上限参考电压，该第一软开关即关闭对外部储能电容的充电路径，并提供芯片内部的工作电压；一电容充电电路单元，其与交流电源输入端相连接，其包含有一交流检测钳位电路及一第二软开关，当该交流检测钳位电路检测到低压工作区电位时，即开启该第二软开关，继续对外部的储能电容以低频非连续性脉冲继续充电；芯片内部提供一LDO稳压单元将12V电压降压成5V稳定电压，以提供内部MCU电源、外部元器件以及外部元器件电源使用；一MCU单片机芯片，MCU单片机芯片的电源与地线、超高压供电驱动芯片电源接脚相连接，MCU单片机芯片可提供多个多功能I/O复合脚，分别提供与外部软件刻录、功能定义、对外连接用。2.根据权利要求1所述的超高压非隔离定时器专用模块，其特征在于：该半波交流电源输入接脚所输...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭志锋，
申请(专利权)人：浙江奥科半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33