[实用新型]宽电压开关状态转换电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种控制信号转换电路，特别涉及一种宽电压开关状态转换电路。

背景技术

利用电网交流电压供电的电气设备或器具，最为基本的控制是利用一只电源开关直接控制电源的通或断。

电气设备或器具适应的电源电压通常有所谓“单电压”和“宽电压”之分。所谓单电压是指电气设备或器具只能适应在供电系统规定范围(如±10％)内波动的某个固定的电网电压，如中国为220V，日本为100V，欧洲为240V，美国为120V或277V等等。适应单电压的电气设备或器具，在规定电网电压正常波动范围以外的条件下使用时，不但性能难以保证，有的还会造成损坏的不良后果。

用作切换电源通断的开关，除了使用最为普遍的手动机械式开关，还有以半导体器件(如可控硅)或电磁器件(如继电器触点)构成的自动控制开关，例如用于感应人体移动的光电开关。这些开关所起的作用仅是在电源开关接通时使电气设备或器具工作，而在电源断开时停止工作。

当要求这种开关的动作使电气设备或器具不是在“工作”和“不工作”之间切换，而是在“正常”和“降额”两种状态之间切换时，就要将开关的通/断两种状态进行转换，转换为电气设备或器具的工作状态控制电路能够识别的信号，最为通用的是低压直流数字信号0/1。一般还要求低压直流电路与交流电源供电电路之间有良好的电气绝缘。

一个典型的实例是，一种由可控硅或继电器构成的感应人体移动的光电开关，在可调定的背景光条件和可调定的感光区域范围内出现移动物体时，开关接通照明设备，经过可调定的一段时间之后，开关断开，关闭照明设备。现在要做的是在上述光电开关处于“断开”状态时，不是完全关闭照明设备，而是使之降低亮度。为此，首先要将电源开关的通/断两种状态进行转换，使成为照明设备的亮度控制电路能够识别的、与交流电源电气绝缘的低压直流数字信号0/1。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种将交流宽电源电压供电的电源开关的通/断两种状态转换成与交流电源输入端电位隔离的直流低电压0/1数字控制信号的宽电压开关状态转换电路。

为了解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种宽电压开关状态转换电路，在宽电源交流电压输入经开关S及其后面的降压电容C1和分压电阻R1后，与D1～D4构成的桥式整流电路连接，整流电路输出经滤波电阻R2、电容C2滤波后，与电压箝位电路连接，箝住电路输出，经一稳压二极管与光电耦合电路连接，光电耦合电路的负载输出为低电平数字信号0/1。

所述箝位电路由二个共集电极共基极-发射极串接、发射极输出的二极管构成，其中共极的集电极与整流滤波输出电压连接，并通过一分压电阻R3与一个三极管基极连接，该三极管基极通过一稳压管ZD1接地。

所述分压电阻R1选择其阻值在输出宽电源电压低端时，使整流输出的电压值，不能使箝位电路中的稳压二极管ZD1击穿。

所述宽电压开关状态转换电路对电源中线N和经电源通/断切换开关S的电源相线L送来的电源电压经降压电容C1降压，在分压电阻R1上分得的交流电压通过桥式整流器D1～D4整流，滤波电阻R2和滤波电容C2滤波，获得一个代表电源开关闭合的直流电压Ua。在由稳压二极管ZD1，晶体管Q1，Q2，偏置电阻R3和旁路电阻R4组成的电压箝位电路中，无论在电源电压低端还是高端合上电源开关S，电压箝位电路都输出一个相对恒定、并能使稳压二极管ZD2击穿的箝位电压Ub。通过起电气绝缘和信号传递作用的光电耦合器U，经输出电阻R5输出低压直流数字信号0/1。

当电源开关S合上时，所述降压电容C1上承担了大部分电源电压。选取所述分压电阻R1的阻值远小于所述降压电容C1的容抗，当电源电压在一个很宽的范围内变化，例如从AC 100V变动到AC 277V时，在所述分压电阻R1上分得的电压经所述桥式整流器D1～D4整流和所述滤波电阻R2，滤波电容C2滤波后在A点获得的整流电压Ua降低到仅有几伏特的变化。

为了进一步减小整流电压Ua在宽电压范围的低端和高端时的变化，由稳压二极管ZD1，晶体管Q1，Q2，旁路电阻R4组成电压箝位电路。设置在宽电源电压范围的低端时的整流电压Ual略低于所述稳压二极管ZD1的击穿(稳压)电压V_Z1，在整流电压从Ual升高到宽电源电压范围高端时整流电压Uah之前，只要到达所述稳压二极管ZD1的击穿(稳压)电压V_Z1，所述稳压二极管ZD1便击穿，将所述晶体管Q1的基极电位稳定在所述稳压二极管ZD1的击穿电压V_Z1上。