[发明专利]二端延时和软断路控制器

说明书

本发明涉及二端延时断路控制器和软断路控制器两类系列电路，适合于照明线路及电机电器线路的断路特性改造。使用时，只需将其简单地并接在原线路的主控触点(主控支路的上下火节点)上即可。

在现有技术中，普通电气设备一般都是全电压直接启闭的，鲜见控调过渡过程的技术和产品。就照明控制领域而言，唯有高档的影剧院设有专门调控灯光启闭过渡过程的设备，这些设备包括盐水闸刀、调压器和晶闸管无级调光器，它们的操作过程属于非自动的人机闭环操作，使用不方便，且成本较高。本发明人的专利申请CNGK91106745.0公开了一种方便价廉的软启闭自动开关，用于照明控制具有拟自然光渐亮开启和渐暗关闭过渡特性，控制电机、电器等设备具有渐开渐关减压启闭功能，其渐变过程在启闭引导操作后自动控制进行。该开关具有理想过渡特性，在照明和电气控制领域有广泛应用前景。但由于其操作接点和主控支路连成一体，因而不能用于继电器和接触器等一类非直接手动触点控制的电路的启闭过渡特性改造，对在用照明线路的改造也有一定阻力，因为人们一般不愿意拆下在用的老式开关将其废弃掉而改装新功能开关。近若干年来推出的各式电子延时开关，具有引导操作后延时自动关闭的功能，满足了人们关灯操作后还需短时间照明的实际需要，已在公用楼道、楼梯、厕所间等场所迅速广泛使用。由于其价格较贵，而且其操作接点和主控电路不可分离，其他场所便鲜见应用。然而，关灯操作后还需短时间照明，是人们对任何照明控制装置的共同要求。比如卧室、门厅、办公室、车间的照明，如能实现引导操作后延时自关，将给人们带来方便和愉快。

本发明的任务是：提供一种成本低廉、组态灵活、安装方便、结构上成一独立模块的二端无源网络电路装置，直接并接在手动操作的或电磁开关操作的或固体开关操作的、在用的或新安装的照明线路及其他阻性或感性负载线路的主控通断支路的上下火节点上使用。当主控通断支路断路操作时，被控照明灯具或电机电器延时断路或软断路，当主控通断支路短路操作时，二端无源网络模块内部自复位。

本发明的解决方案是：设计一种结构上独立的不带操作接点的二端无源网络电路模块，直接与交流电气回路的通断支路的上下火节点并接使用。该电路装置由主电路和控制电路两部分构成。主电路由一个单向可控硅控制。控制电路包含一个至少由两个电阻和一个电容构成的自复位h型限幅电压积分器三端网络电路，还包含一个至少由两个电阻和一个电容构成的自复位π型触发脉冲电量积分器电路。其中，跨接在前者输出端的一个电阻和跨接在后者输入端的一个电阻实际上是共用的同一个电阻。前者的输入端连接可控硅阳极，负极接可控硅阴极，在每一个工作周期内，对可控硅阳阴极电压输入信号进行积分，输出一包络自适应斜升的、最后被限幅的锯齿波作为触发脉冲源，通过后者送至可控硅的触发门电路。后者输出端连接可控硅控制极，负极连接可控硅阴极，对每一次触发脉冲的电量进行积分，其积分电容器上的电压信号即成为断路进程时间的单调增函数，由其控制触发脉冲的通断和相位。当断路进程达到预置的时间时，前者输出的锯齿波被限幅，后者积分电压亦升至最大值与之均衡，触发脉冲即不再产生，可控硅截止，主电路关断。当与本二端网络并接的通断操作支路的上下火节点被启动操作短路时，本二端网络被短路，内部的两个积分器靠自带的放电回路放电而自动复位，为下一次特性断路作准备。

本发明包括如下的实施方案：在限幅电压积分器的积分电容器两端并接一个稳压二极管，其阳极接于可控硅的阴极，其稳压值远小于电压积分器的输出端并联放电电阻从可控硅的最大阳极电压中取得的分压值，且使电压积分器的自放电时间常数远大于电源电压周期，则电压积分器产生的锯齿波的限幅由稳压二极管产生。因此，被限幅前可控硅的导通角的动态范围很小，控制器具有延时断路控制特性。

本发明还包括如下的实施方案：在限幅电压积分器的电容器与触发脉冲电量积分器的电容器之间的相连支路中串接一个稳压二极管，其阳极与后者相连，其稳压值略大于在特性断路控制进程中可控硅导通或加有逆向电压而截止期间电压积分器中的电容器因放电而产生的最大可能电压降，则电压积分器产生的锯齿波被电压积分分周期和自放电分周期的充放电电量的最后自然均衡所限幅。因此，限幅前可控硅的导通角的动态范围接近180°，控制器具有逐渐关断的软断路控制特性。