一種用于二線(xiàn)制電子開(kāi)關(guān)的供電電路

目前，二線(xiàn)制(無(wú)零線(xiàn)輸入)電子墻壁開(kāi)關(guān)除供電電路之外的其它電路(如控制電路、驅動(dòng)元件等)的供電,大多接納在開(kāi)關(guān)封閉時(shí)由關(guān)態(tài)供電電路在電力線(xiàn)路的電壓回路中取電的方法(即關(guān)態(tài)供電方法，其電路稱(chēng)為關(guān)態(tài)供電電路)，以及在開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)，由開(kāi)態(tài)供電電路在電力線(xiàn)路的電流回路中取電的供電方法(即開(kāi)態(tài)供電方法，其電路稱(chēng)為開(kāi)態(tài)供電電路)。關(guān)態(tài)供電方法一般接納阻容降壓整流濾波或變壓器降壓整流濾波，當開(kāi)關(guān)封閉時(shí)，由于開(kāi)關(guān)的控制電路需要維持正常待機工作，會(huì )消耗較小的功率，而在開(kāi)關(guān)開(kāi)啟的瞬間，開(kāi)關(guān)消耗較大的功率，用繼電器作為開(kāi)關(guān)的驅動(dòng)元件更是如此。即使控制電路及微控制器在開(kāi)關(guān)封閉時(shí)的待機功耗狠低，為了包管開(kāi)關(guān)的正常開(kāi)啟，需要較大的關(guān)態(tài)供電電流，大于等于開(kāi)關(guān)的最大工作電流，否則，開(kāi)關(guān)開(kāi)啟的瞬間電壓迅速下降，使得控制電路不克不及繼承正常工作。因此，在開(kāi)關(guān)封閉時(shí)仍有較大的待機電流流過(guò)開(kāi)關(guān)，當負載為節能燈或日光燈時(shí)，燈具會(huì )發(fā)生閃爍現象。為了不使燈具閃爍，有的接納在負載兩端并聯(lián)阻容元件作為負載連接器的方法，這就增加了安頓難度，使電子開(kāi)關(guān)難以推廣。
　　基于以上問(wèn)題，本文提供了一種用于二線(xiàn)制電子開(kāi)關(guān)的供電電路，在開(kāi)關(guān)封閉時(shí)給控制電路提供狠小的電流，用以維持待機工作，開(kāi)關(guān)開(kāi)啟的瞬間，先由控制單元控制關(guān)態(tài)供電單元，提供較大的工作電流給控制單元和驅動(dòng)元件，使開(kāi)關(guān)開(kāi)啟，然后轉入開(kāi)態(tài)供電狀態(tài)。當開(kāi)關(guān)封閉時(shí)，控制單元控制關(guān)態(tài)供電單元提前進(jìn)入大電流工作狀態(tài)，迅速增補開(kāi)關(guān)封閉瞬間控制單元和驅動(dòng)元件消耗的功率，使電源濾波電容兩端的電壓維持在額定值。有效地解決了負載燈具閃爍的問(wèn)題。
　　供電電路如圖1所示，包括開(kāi)態(tài)供電單元、關(guān)態(tài)供電單元及穩壓濾波單元，其特征在于，關(guān)態(tài)供電單元還包括瞬態(tài)電流控制電路，開(kāi)關(guān)開(kāi)啟的瞬間，先由控制單元的控制端口發(fā)出控制信號給與其相連的瞬態(tài)電流控制電路，瞬態(tài)電流控制電路通過(guò)穩壓濾波單元提供較大的工作電流給控制單元和驅動(dòng)元件，再由控制單元控制驅動(dòng)元件，使開(kāi)關(guān)開(kāi)啟，轉入開(kāi)態(tài)供電狀態(tài)。當開(kāi)關(guān)封閉時(shí)，控制單元控制關(guān)態(tài)供電單元提前進(jìn)入大電流工作狀態(tài)，迅速增補開(kāi)關(guān)封閉瞬間控制單元和驅動(dòng)元件消耗的功率，使電源濾波電容兩端的電壓維持在額定值，然后，瞬態(tài)電流控制電路維持狠低的電流，供控制單元進(jìn)入休眠待機狀態(tài)時(shí)使用。

圖1 二線(xiàn)制電子開(kāi)關(guān)供電電路原理圖
　　該供電電路與現有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：只要控制單元包管有足夠低的靜態(tài)功耗，就可以通過(guò)瞬態(tài)電流控制電路，既能把開(kāi)關(guān)的靜態(tài)電流控制在最低限度，以維持開(kāi)關(guān)系統進(jìn)入休眠待機狀態(tài)，又能在開(kāi)關(guān)開(kāi)啟瞬間提供充足的工作電流給控制單元和驅動(dòng)元件，使開(kāi)關(guān)準確開(kāi)啟，解決了負載燈具閃爍的問(wèn)題。而且，不消安頓負載阻容元件，可直接替換普通開(kāi)關(guān)，適合各種燈具使用，使二線(xiàn)制電子開(kāi)關(guān)的推廣應用成為可能。
　　工作原理及實(shí)現方式
　　圖1中，AC/DC轉換電路可接納常用的阻容降壓、整流方式進(jìn)行電壓轉換，可用全波整流，也可用半波整流。AC/DC轉換電路的輸出端接瞬態(tài)電流控制電路的輸入端IN。瞬態(tài)電流控制電路的輸出端(關(guān)態(tài)供電單元的輸出端)OUT和開(kāi)態(tài)供電單元的輸出端均與穩壓濾波單元的VCC連接。經(jīng)穩壓濾波單元輸出的穩定直流電壓VCC加在與其連接的電流控制輸入端口?？刂茊卧碾娏骺刂戚敵龆丝谂c瞬態(tài)電流控制電路的電流控制輸入端口Ctrl連接。
　　瞬態(tài)電流控制電路包括R1~R4、場(chǎng)效應管Q1和Q2、電容C1、二極管D1；二極管D1的正極作為瞬態(tài)電流控制電路的輸入端IN，負極與Q1的漏極和R1的一端連接；Q1的源極與R3的一端連接，R3的另一端與R4的一端連接，形成瞬態(tài)電流控制電路的輸出端口OUT。Q1的柵極與R2連接，R2的另一端與R1的另一端及Q2的漏極連接；Q2的柵極與R4的另一端及C1的一端連接，并作為瞬態(tài)電流控制電路的電流控制輸入端口Ctrl；Q2的源極與C1的另一端連接，形成公共地，并與開(kāi)關(guān)各單元的直流公共地連接。
　　當開(kāi)關(guān)處于封閉狀態(tài)時(shí)，L、N兩端加220V交流電壓的瞬間，Q2截止，Q1通過(guò)電阻R1、R2獲得較高的柵極電壓，處于充分導通狀態(tài)，有大電流流過(guò)Q1的源極，經(jīng)分壓限流電阻R3送到穩壓濾波單元，穩壓濾波單元中的電容同時(shí)起到了存儲電能的作用，經(jīng)穩壓濾波使系統獲得工作電壓VCC。在瞬態(tài)電流控制電路的OUT端口，電壓升高的同時(shí)，Q2的柵極經(jīng)R4獲得電壓而導通，Q1的柵極電壓隨之降低，當OUT端口電壓升高到VCC后，Q1的柵極獲得較低的電壓而處于低導通狀態(tài)，只要控制單元的靜態(tài)功耗足夠低，Q1處于低導通狀態(tài)時(shí)，系統仍能夠將工作電壓穩定在額定值。

　　開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)，先由控制單元的控制端口輸出一個(gè)低電平給與其連接的瞬態(tài)電流控制電路的電流輸入端口Ctrl,輸入到Q2的柵極，Q2截止，Q1由R1、R2獲得較高的柵極電壓而充分導通，瞬態(tài)電流控制電路在瞬間經(jīng)過(guò)穩壓濾波單元，給控制單元和驅動(dòng)元件提供較大的工作電流，再由控制單元控制驅動(dòng)元件，使開(kāi)關(guān)開(kāi)啟，轉入開(kāi)態(tài)供電狀態(tài)。此時(shí)，關(guān)態(tài)供電電路失去電壓，停止工作，控制單元的控制端口經(jīng)上拉電阻R4獲得高電平，也可以由控制單元將其轉換為低電平，為開(kāi)關(guān)封閉瞬間提供大電流供電提前做好準備。
　　開(kāi)關(guān)封閉時(shí)，先由控制單元的控制端口輸出一個(gè)低電平(或如上所述，封閉前連結為低電平狀態(tài))給與其連接的瞬態(tài)電流控制電路的電流控制輸入端口Ctrl，開(kāi)關(guān)封閉的瞬間，瞬態(tài)電流控制電路的輸入端獲得電壓和電流，Q2截止，Q1由R1、R2獲得較高的柵極電壓而充分導通，使輸出電流增加。瞬態(tài)電流控制電路在瞬間可給穩壓濾波單元和控制單元提供較大的工作電流，迅速增補開(kāi)關(guān)封閉瞬間控制單元和驅動(dòng)元件消耗的功率，以及開(kāi)關(guān)由開(kāi)啟到封閉瞬間所消耗的穩壓濾波單元中電容器所存儲的電能，使穩壓濾波單元兩端的電壓維持在額定值。然后，控制單元的控制端口輸出高電平給與其連接的瞬態(tài)電流控制電路的電流控制輸入端口Ctrl，Q2導通，Q1處于低導通狀態(tài)，瞬態(tài)電流控制電路維持狠低的電流，供控制單元進(jìn)入休眠待機狀態(tài)使用。
　　該電路能夠在負載燈具封閉后為系統提供微弱的電流，而不使負載燈具閃爍，又能在開(kāi)燈瞬間為系統提供足夠大的啟動(dòng)電流。
　　結語(yǔ)
　　在實(shí)際應用過(guò)程中驗證了該電路的合理性，工作穩定可靠，有效地解決了電子開(kāi)關(guān)中負載燈具閃爍的問(wèn)題。