专利名称：双线交流无触点开关及其电子功能模块的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及到交流无触点开关。
交流无触点开关由闸流管及其触发电路组成。触发电路一般包括触发开关和限流电阻。触发开关又有微动开关、行程开关和晶体管开关电路等。前两种开关组成的触发电路，功能单一，应用范围很窄。晶体管开关电路组成的触发电路，功能强，效果好，在各种自动控制领域得到广泛的应用。晶体管开关电路以其输出电流触发闸流管导通，需要直流电源才能工作。现有技术是从交流电源用整流器整流，再滤波、稳压，为晶体管开关电路设置稳压直流电源。交流无触点开关既要连通负载回路，又要连通稳压直流电源的供电回路，至少需要引出三根导线，给安装、使用带来不便。
本发明的目的是设计一种用晶体管开关电路组成触发电路，并且只需引出两根导线连接交流电源和负载的交流无触点开关。
本发明的另一目的是设计一种双线交流无触点开关的专用电子功能模块。
双线交流无触点开关，包括闸流管、以输出电流触发闸流管导通的晶体管开关电路和为晶体管开关电路提供直流电源的整流器，其特征是在交流回路中，整流器串联于无触点开关的负载，晶体管开关电路的工作电流是流过负载后经整流器整流而得到的脉动直流电；晶体管开关电路和闸流管分别设置在一并联电路的不同支路中，晶体管开关电路的工作压电取自闸流管两主电极间的电位差，当闸流管两主电极间的电位差不能维持其最低工作电压，晶体管开关电路处于待电状态，直到闸流两主电极间的电位差上升到一定值后，晶体管开关电路得电工作。事实上，晶体管开关电路的工作电流很小，虽然该电流经过负载，但对绝大多数负载没有影响；晶体管开关电路的工作电压相对交流电源电压来说很低，在交流电源的电压上升到一个不大的值后就有能力触发闸流管导通，对交流电源带负载的能力实际上没有影响；闸流管导通后，其控制极就不再需要触发电流，晶体管开关电路也就没有必要继续供电。
电子功能模块是将电子元件密集地安装在基板上并密封固化，模块设有外引线。双线交流无触点开关的电子功能模块内包括闸流管、桥式整流器和电压比较器，模块的引出线分别连接模块内闸流管、桥式整流器和电压比较器的各端点。
这样，本发明的交流无触点开关不再为触发电路设置稳压直流电源，简化了电路结构，降低了生产成本，减少了开关上引出的电源线，安装、使用方便。
本发明的电子功能模块，具有通用性。利用该模块只需换装少数几只电子元件就能实现不同的控制功能，缩短产品开发周期，同时进一步降低生产成本，有利双线交流无触点开关的普遍使用。
以下是图面说明。
附图中的电压比较器电路都是用F158或F124系列单电源运算放大器所组成。如果使用双电源运算放大器或开路集电极输出的CJ0193系列单电源电压比较器或CMOS电压比较器等，电路结构与附图有所不同，这是本专业技术人员所熟知的，不再多述。
附图中的单向闸流管最好选用微电流触发的小功率闸流管，当需要控制大的功率，可用小功率闸流管触发大功率闸流管，这也是熟知技术，不再多述。
说明书及权利要求书中提到的一些技术术语如晶体管开关电路、谐振电路、可变占空比多谐振荡器等，都是这些电路工作在稳压直流电源中的惯用术语，因目前还没有这些电路工作在脉动直流电源中的术语可代替之。其实，这些电路工作在双线交流无触点开关的脉动直流电源中所起到的作用同这些电路用稳压直流电源供电所起到的作用没有质的区别，为了叙述的方便，仍然使用了惯用术语。另外如电位，由于电源电压是脉动的，电路中某一点的电位也是不固定的，此时应将电位理解为当电源电压等于某一值时该点的电位。再如比较器翻转，也应理解为脉动直流电源的电压，在交流电的上半周和下半周各等于某一值时，比较器输出状态发生了变化。
附图中，晶体管开关电路的正电源电压端用V+表示，并简称为正电源端，地用GND表示，输出端用V0表示。
图1是触发电路半波整流供电的交流无触点开关，图2至图6是触发电路全波整流供电的交流无触点开关。
图2中单向闸流管VR的两主电极分别接桥式整流器VC的正极和负极。桥式整流器的两交流端分别接外接交流电源AC和负载RL的端子。晶体管开关电路S的输出端V0接单向闸流管的控制极。
图5中双向闸流管VS的两主电极分别接外接交流电源AC和负载RL的端子，其第二阳极T2和控制极分别接桥式整流器VC的两交流端。晶体管开关电路S的输出端V0接地GND。当晶体管开关电路有电流输出时，整流器正极和负极相当于被短路，双向闸流管VS可被触发导通。
图2和图5电路用于低压交流电源。
图1、3、6电路用于较高电压的交流电源。图中限压保护齐纳击穿二极管V接在晶体管开关电路S正电源端V+和地GND之间，限制晶体管开关电路的工作电压，不使超出其极限范围。齐纳击穿电压一般可在5～10伏之间选取。限流电阻R1串接在晶体管开关电路正电源端V+和整流器正极之间，保护齐纳击穿二极管不被大电流烧坏，同时为晶体管开关电路提供一定的工作电流。对于220伏交流电源，R1取值一般在100KΩ～200KΩ之间。
图6中，晶体管开关电路S的输出端V0接由晶体三极管组成的电流放大电路AD的输入端，以便有足够的电流触发双向闸流管VS。电流放大电路AD的输出端接地GND，其正电源端与整流器正极之间串接有限流电阻R2，保护双向闸流管，不使触发电流过大。电流放大电路也可用微电流触发的单向闸流管组成。
图4中，晶体管开关电路S由电压比较器A1和测量电桥AB组成。电桥两臂的中间接点分别接电压比较器的两输入端。在本电路中，当双向闸流管VS第二阳极T2电位高于第一阳极T1电位时，比较器要高电平输出才能触发闸流管导通，反之则要低电平输出才能触发闸流管导通。另外，若电阻分压器的两端分别接桥式整流器的两交流端，在不计整流器二极管的正向电压降的情况下，电阻分压器中间接点的电位无论是在交流电的正半周或负半周，均高于整流器负极的电位。并且，如果以整流器负极电平为零，正极电平为1，则在交流电的正半周和负半周，电阻分压器中间接点的电平之和正好等于1。因此，电桥两臂的端点就有不同的连接方法，所能达到的开关功能也不尽相同。当两臂端点分别接至整流器正极和负极，开关所能实现的功能是正半波开通—负半波开通。当没有敏感元件的臂或称之为基准臂的两端接整流器的正极和负极，设有敏感元件的臂或称之为测量臂的两端接整流器的两交流端，若比较基准为 电平，开关能够实现的功能是全波开通—全波关断；若比较基准偏离 电平，开关能够实现的功能是全波开通—正半波或负半波开通—全波关断。当基准臂两端接整流器两交流端，测量臂两端接整流器正极和负极，若比较基准为 电平，开关能够实现的功能是正半波开通—负半波开通；若比较基准偏离 电平，开关实现的功能是正半波开通—全波开通—负半波开通，或是正半波开通—全波关断—负半波开通。当两臂的端点均接至整流器的两交流端，开关能够实现的功能是全波开通—全波关断。比较器的输出端通过一并联电路AS接闸流管的控制极，该电路在双向闸流管第一阳极电压为正，第二阳极压电为负，同时比较器输出高电平，以及在第二阳极电压为正，第一阳极电压为负，同时比较器输出低电平时，能够使是闸流管可靠地截止。
图7至图15是各种形式的晶体管开关电路。其中图7、8、9、10、13、14、15电路可用在图1至图6电路中组成触发电路，图11、12电路可用在图1、2、3、4、6电路中组成触发电路。
图7是电压比较器A1组成的晶体管开关电路。若比较器的两输入端分别以相同的电路结构接有型号相同、参数相近的敏感元件，其中一只敏感元件置于所检测环境中，对所测量进行检测，另一只敏感元件置于相同的环境中且与所测量隔离，其所在电路作为前一敏感元件所在电路的比较基准，则可以组成用途广泛，灵敏可靠的多种触发电路。例如两输入端与地之间各接一只光敏晶体管VT1和VT2，可以组成光控开关。由于元器件参数的离散性，假设两光敏晶体管接受相同的自然光照时比较器输出低电平，当有运动物接近同相端光敏晶体管VT1，并挡住其自然光源，该光敏晶体管电流减小，同相端电位升高，比较器输出高电平。该种电路不需专门设置光源。由于两光敏元件性能参数相近，且都置于相同的自然光照背景，即使背景光照度在相当大的范围内变化，也不会影响开关的功能。又如用两只对某种化学物资敏感的元件设置在比较器的两输入端，其中一只暴露在可能有该种化学物资的环境中，另一只密封起来置于相同的环境中。该种设置方法的优点是无需调试，灵敏可靠，不受环境温度等非检测量变化的影响。
图8中，比较器A1两输入端与地GND之间分别接其正极接比较器输入端的二极管VD1、VD2。由于元器件参数的离散性，设在常态下比较器输出低电平。当有物体，特别是导电体接近同相端或连接同相端的二极管VD1，比较器在交流电源的负半周输出高电平。反之，当物体接近反相端元件，比较器在交流电源的正半周输出高电平。原因是，在交流电负半周，桥式整流器负极电位降至大地电位以下，接近物与大地是相连的，相当于将一正的电场信号感应到所接近的同相端，比较器输出高电平。另半周的分析同上相似。比较器输入端的二极管VD1、VD2也可用阻值相等或相近的两电阻代替，电阻值可在数百KΩ至数兆Ω之间选取。在比较器的某输入端加接一只一端悬空的电阻R3或金属棒作为感应大地电场的感应元件，电路灵敏度将大有提高。
图9电路有由双运算放大器接成的两级电压比较器。第一级电压比较器A1电路同图8，其输出端常态被设置在低电平并通过一延时电路接第二级电压比较器A2的某一输入端。延时电路由一电阻R4并联二级管VD3的积分电路组成。积分电容C1的一端接地GND，二级管VD3的正极接第一极电压比较器A1的输出端。第二级电压比较器的另一输入端与地GND之间接一阻值为数百KΩ至数兆Ω的电阻R8，为第二级比较器设置参考基准。当有物体接近感应元件R3，第一级比较器在交流电的某半周翻转，积分电容通过二极管迅速充电，第二级比较器随即翻转。在交流电的下一个半周，二级管VD3截止，积分电容C1通过电阻R4慢速放电，第二级比较器A2不用任何外加信号仍维持上半周的工作状态。利用该电路在图2、3、5、6电路中作为晶体管开关电路S，可组成全波接近开关。显然，利用两个图8电路再加一个或门电路也可用以组成全波接近开关，甚至可组成一种全波关断—正半波开通—全波开通—负半波开通—全波关断的多态行程开关。
当对大地电场以外的其它量进行检测，应避免大地电场对电路的影响。一是使输入端引线尽量缩短并远离其它物体，二是采用屏蔽措施，三是使比较器同相端和反相端对大地电场具有相接近的感应量，使之成为共模输入信号。
图10为斯密特反相器构成的高频振荡器，电路振荡与否受控于敏感电阻R7。当R7阻值变小，N1点电位降低，二级管VD4反向截止，电路起振，V0端有输出，相当于开关开通。
图11为感应型高频振荡器。当有人或物接近时，分布电容C0的变化使电路G起振或停振。V0端输出的有无可控制闸流管通断。
图12为光敏晶体管VT3组成的电子开关。电路在有光照时为低电平输出，无光照时为高电平输出。
图13为反相器构成的低频多谐振荡器。振荡器占空比为定值可用以组成彩灯、警示灯、航标灯开关。若占空比可变，可用以组成调压开关，控制电热器加热温度。
图14是电压比较器A1组成的低频多谐振荡器。比较器反相输入端(-)电平由电阻分压器R5、R6设置，同相输入端(+)电平由电位器RP设置。电位器RP的两固定端分别接比较器正电源端V+和地GND，电位器RP的滑动触点接比较器A1同相输入端(+)，在比较器A1同相输入端(+)和输出端V0之间有一电阻R9、电容C2串联反馈电路。本电路在同相输入端电平调高时，比较器输出高电平的占空比增加，反之则减少。占空比的调节量可从零直到接近百分之百。本电路用在图1至图6电路中作为晶体管开关电路S，可以组成调压开关，其中图1和图4电路是半波调压开关。
图15电路在比较器A1同相输入端(+)所接电位器RP的上源端和正电源端之间串接有作为传感元件的PTC热敏电阻RT。该电路可用以组成自动温度控制开关。电位器RP如前所述，用以调节加热温度，热敏电阻RT用以稳定加热温度。当温度升高，热敏电阻RT阻值增大，比较器的同相输入端电位降低，比较器输出高电平的占空比减少，负载的平均电压减小，温度将回落。反之，温度将回升。
图16是电子功能模块的电路结构图。模块内包括单向闸流管VR或双向闸流管、桥式整流器VC、电压比较器A1，引出线分别连接上述元件的各端点。
图17中，模块内电压比较器为单电源双运算放大器接成的双电压比较器。桥式整流器VC负极接双电压比较器地GND；电压比较器的正电源端V+和地GND之间接有限压保护齐纳击穿二极管V；第一只比较器A1的两输入端悬空；输出端接一阻值数百KΩ的电阻R4的一端和二级管VD3的正极，电阻和二极管的另一端悬空；第二只比较器A2的某输入端与地GND之间接一阻值数兆Ω的电阻R8，另一输入端悬空，输出端接一二级管VD5的正极，二极管VD5的负极接单向闸流VR的控制极；单向闸流管的阳极和阴极分别接桥式整流器的正极和负极；模块共有十二条引出线，分别连接模块内电压比较器正电源端V+；第一只电压比较器A1两输入端，与输出端连接的电阻R4和二级管VD3的悬空端；第二只电压比较器A2的两输入端；单向闸流管VR的两主电极和控制极；桥式整流器VC的两交流端。
权利要求
1.双线交流无触点开关，包括闸流管、以输出电流触发闸流管导通的晶体管开关电路(S)和为晶体管开关电路(S)提供直流电源的整流器，其特征是在交流回路中，整流器串联于无触点开关的负载(RL)，晶体管开关电路的工作电流是流过负载后经整流器整流而得到的脉动直流电；晶体管开关电路(S)和闸流管分别设置在一并联电路的不同支路中，晶体管开关电路(S)的工作电压取自闸流管两主电极间的电位差，当闸流管两主电极间的电位差不能维持其最低工作电压，晶体管开关电路(S)处于待电状态，直到闸流管两主电极间的电位差上升到一定值后，晶体管开关电路(S)得电工作。
2.根据权利要求1所述的双线交流无触点开关，其特征是所说的闸流管是单向闸流管(VR)；所说的整流器是桥式整流器(VC)；单向闸流管的两主电极分别接桥式整流器的正极和负极；桥式整流器的两交流端分别接外接交流电源和负载(RL)的端子；晶体管开关电路(S)的输出端(V0)接单向闸流管的控制极。
3.根据权利要求1所述的双线交流无触点开关，其特征是所说的闸流管是双向闸流管(VS)；所说的整流器是桥式整流器(VC)；双向闸流管的两主电极分别接外接交流电源和负载(RL)的端子，其第二阳极和控制极分别接桥式整流器的两交流端；晶体管开关电路(S)的输出端(V0)接地(GND)。
4.根据权利要求2所述的双线交流无触点开关，其特征是晶体管开关电路(S)的正电源端(V+)和地(GND)之间接有限压保护齐纳击穿二极管，其正电源端(V+)与整流器正极之间串接有限流电阻(R1)。
5.根据权利要求3所述的双线交流无触点开关，其特征是晶体管开关电路(S)的正电源端(V+)和地(GND)之间接有限压保护齐纳击穿二极管，其正电源端(V+)与整流器正极之间串接有限流电阻(R1)，其输出端接电流放大电路(AD)的输入端；电流放大电路的输出端接地(GND)，其正电源端与整流器的正极之间串接有限流电阻(R2)。
6.根据权利要求2至5中一个的双线交流无触点开关，其特征是晶体管开关电路由单电源运算放大器接成的电压比较器组成，比较器的两输入端分别以相同的电路结构接有型号相同、参数相近的敏感元件；其中一只敏感元件置于所检测环境中，对所测量进行检测；另一只敏感元件置于相同的环境中且与所测量隔离，其所在电路作为前一敏感元件所在电路的比较基准。
7.根据权利要求2至5中一个的双线交流无触点开关，其特征是晶体管开关电路(S)由单电源双运算放大器接成的两级电压比较器组成；第一级比较器(A1)的两输入端与地(GND)之间分别接有其正极接输入端的二极管(VD1)、(VD2)，其中一输入端还接有一只一端悬空的电阻(R3)作为感应大地电场的感应元件，其输出端常态为低电平，并通过一延时电路接第二级比较器(A2)的某一输入端；延时电路由一电阻(R4)并联二极管(VD3)的积分电路组成，积分电容(C1)的一端接地(GND)，二极管(VD3)的正极接第一级比较器(A1)输出端；第二级比较器(A2)的另一输入端与地(GND)之间接一阻值为数百KΩ至数兆Ω的电阻(R8)，为第二级比较器设置参考基准。
8.根据权利要求1所述的双线交流无触点开关，其特征是晶体管开关电路(S)是一可变占空比低频多谐振荡器。
9.根据权利要求8所述的双线交流无触点开关，其特征是低频多谐振荡器由单电源运算放大器接成的电压比较器(A1)组成，比较器的反相输入端(-)电平由电阻分压器(R5)、(R6)设置，同相输入端(+)电平由电位器(RP)设置，电位器的两固定端分别接比较器正电源端(V+)和地(GND)，电位器的滑动触点接比较器同相输入端(+)，在比较器同相输入端(+)和输出端(V0)之间有一电阻、电容串联反馈电路。
10.根据权利要求9所述的双线交流无触点开关，其特征是电位器(RP)的上源端和正电源端之间串接有作为传感元件的PTC热敏电阻(RT)。
11.一种双线交流无触点开关电子功能模块，将电子元件密集地安装在基板上并密封固化，模块设有外引线，其特征是模块内包括有闸流管、桥式整流器、电压比较器，外引线分别连接闸流管、桥式整流器、电压比较器的各端点。
12.根据权利要求11所述的双线交流无触点开关电子功能模块，其特征是所说的电压比较器是单电源双运算放大器接成的双电压比较器，桥式整流器的负极接电压比较器地(GND)，电压比较器的正电源端(V+)和地(GND)之间并联有限压保护齐纳击穿二极管；第一只比较器(A1)的两输入端悬空，输出端接一阻值数百KΩ的电阻的一端和一二级管的正极，电阻和二级管的另一端悬空；第二只比较器(A2)的某输入端与地(GND)之间接一阻值数兆Ω的电阻，另一输入端悬空，输出端接一二极管的正极，二极管的负极接单向闸流的控制极；单向闸流管的阳极和阴极分别接桥式整流器的正极和负极；模块有十二条引出线，分别连接模块内电压比较器正电源端(V+)；第一只电压比较器(A1)两输入端，与输出端连接的电阻和二级管的悬空端；第二只电压比较器(A2)的两输入端；单向闸流管的两主电极和控制极；桥式整流器的两交流端。
全文摘要
双线交流无触点开关，用晶体管开关电路(S)触发闸流管导通，只需用两根导线连接交流电源和负载(RL)，其特征是交流负载串联于为晶体管开关电路脉动供电的整流器，晶体管开关电路和闸流管分别位于一并联电路的不同支路中，晶体管开关电路的工作电压取自闸流管两主电极间的电位差。双线交流无触点开关电子功能模块内安装有闸流管、电压比较器和整流器。利用该模块只要换装少数几只电子元件就能实现不同的控制功能。
文档编号H03K17/56GK1134628SQ95110429
公开日1996年10月30日 申请日期1995年4月27日 优先权日1995年4月27日
发明者崔宝林 申请人:崔宝林