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一种低功耗的二线制、零待机触摸开关

工程师
2011-01-21 10:57:27     打赏
最近笔者设计了二线制、零待机功耗的触摸开关。该开关在待机(灯灭)时,完全不消耗电能,有利于环保。且灵敏度高、工作可靠、成本低。可取代现有普通触摸开关。详细电路见附图。
该开关的电路由控制电路、开态供电电路和电子开关等组成。开态供电电路和电子开关电路由VD1-VD9、VS和C1组成。其中VD5~VD8串联在VS的K极和地之间。因为PN结存在正向压降,当VS导通后,灯泡的电流将会在VS的G极和地之间产生3.5V左右(5个PN结)的电压,此电压经VD9对C1充电,这样C1便可为控制电路提供稳定持续工作电压。VD9是起隔离作用,防止C1上的电压直接经VS、R2形成回路,使VS无法关断。
下面介绍一下电路的工作原理。220V交流电经VD1~VD4整流后变为直流电,供电路使用。从图中可以看出,电源没有为控制电路提供待机电压。在VS关断(关灯)状态,整个电路不消耗电能。当用手触摸金属片A时,人体的电流一路通过R1加到VT1基极.使VT1导通,220V直流电经VT1、VD9、C1形成回路,C1迅速被充电。A点电压随着C1上的电压上升而上升,当A点电压大于VS的G、K极导通电压时,VS经R2获得触发电压被触发导通,灯泡被点亮。VS导通后,灯泡的电流在VS的G极和地之间,产生3.5V左右的电压,此电压经VD9对C1充电,电压继续上升,IC(IC接成双稳态电路)得电工作。人体的电流另一路经R3加到VT2基极,使VT2导通,IC的②、⑥脚经C2获得低电平,使③脚输出正(即IC在刚通电时输出为正),此正电经R4加到VS的G极。这样VS便可继续获得触发电压,可继续导通,C1可继续为电路提供电压,电路自锁。这时可将手拿开。开关可自己维持导通。在开关导通后的几秒钟之内,C2将被充满电,VT3随之导通,将VT1的输入切断,为关灯作好准备。当再次触摸金属片时,VT1不通,VT2导通,C2上的高电平经VT2加到IC的②、⑥脚,使③脚的输出反转,由正变为负,VS失去触发电压自行关断,灯泡熄灭。由于C2的容量较大,VT3的导通会持续几秒钟,只要这段时间内将手拿开,即可顺利地切断开关。
C3的作用是在开灯状态下,防止电路因受到电网中高压脉冲的干扰而使电灯熄灭。

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