三段式照明开关电路工作原理

                发表于 2019-05-28 16:37:33 收藏 已收藏
                赞(0) •  评论(0

                三段式照明开关电路工作原理

                发表于 2019-05-28 16:37:33

                智能触控电灯开关的电路

                这种触控开关,包含触控芯片、可控硅控制电灯的开关。某些产品中加上遥控或wifi模块就成为智能开关。

                自身消耗电流很小,而且设计成负载关闭电源时后,工作在睡眠状态,消耗更小的电流甚至达到微安级。因此严格来说当电路关闭状态时控制模块里有电流流过的,只是电流太小对灯泡来说关闭效果,控制模块是有电流流过。

                控制模块电源一般采用阻容降压方式扥到后整流稳压供电的。

                关灯时的电路可以取到220V电肯定没问题。开灯时,因为可控硅总有一个关断角,所以虽然电压低一些也还是有电的。估计是整流后开关电源降压。不过输入电压范围非常大

                也就是说,电路是这样的:

                三段式照明开关电路工作原理

                在灯具关闭时,墙壁开关的两根线可看做是AC220V通过开关电源给控制板供电。此时由于控制板的功耗很低,虽然有电流经过灯具,但是由于电流微弱,灯具并不会导通。此时控制板可以正常工作。是这样么?

                那么当触控或者接收到遥控信号打开灯具时候,主控板要控制继电器或双向可控硅使灯具导通点亮。此时进入开关电源的交流电已导通,相当于一根导线,开关电源就停止工作了。

                三段式照明开关电路工作原理

                三段式照明开关为二线控制式,控制电路安装在吊灯的装饰罩内,通过电源开关的闭/合次数,能得到三种不同的亮度。本文以CD4017K-B3型三段式开关为例,电路原理图如下图所示。

                1.电路工作原理

                电路主要由电源电路、脉冲计数、分配电路、控制执行电路组成。

                电源电路由电源开关S、降压电容Cl、整流二极管Dl、D4和稳压二极管Zl、22(整流兼稳压器)、滤波电容C1~C4、电阻R5等元件组成。AC220V经电源开关S控制、Cl、R5降压,Dl、D4、Zl、22整流、稳压,C4滤波得到约12V的直流电压:一路送到控制电路的继电器Kl、K2;另一路经D5隔离,C3、C2滤波供给CD4017。

                CD4017的(14)脚(CLK端)通过电阻Rl接至+12V电源端。每接通一次开关S,电源电位突变所产生的正脉冲加至CD4017的CLK端,使CD4017计数一次,其输出端的高电平也会移位一次。电路中,若连续关断、接通开关S,则CD4017的QO~Q3将依次输出高电平,通过驱动对应的晶体管使继电器Kl、K2动作,A、B两组灯炮的点亮循环改变,得到3种亮灯状态。

                第一次接通开关S时,CD4017的CLK端等到第一个正脉冲,同时由电容C2和电阻R18组成的微分电路产生的正脉冲加在CD4017的(15)脚(RST端)使K复位,而此刻的(14)脚(ENA端)由于R2、Cl0的延时作用,仍为低电平,这样输出端仅Q0为高电平,Vl饱和导通,Kl动作,A组灯点亮。紧接着ENA端也达到高电平,禁止CD4017计数,保持原状态不变。

                当关闭开关S后,由于CD4017的(16)脚外接电容C3的储能,在开关断开的短时间内仍可维持CD4017的工作,C4、Cl0上的电荷通过继电器Kl的线圈及Vl很快泄放掉。A组灯在开关S断开短时间后,熄灭。

                断开开关S后,第二次接通S(间隔时间不超过2s)时,CD4017的(14)脚(CLK端)得到第二个正脉冲,CD4017计数,其Ql端输出高电平(其余各输出端均为低电平),使V2饱和,K2动作,B组灯点亮。

                当关闭S后,第三次接通时,CD4017的Q2端输出高电平,使Vl、V2同时饱和,A、B两组灯同时点亮。

                关闭开关S第四次接通时,CD4017的Q3输出高电平,通过二极管D3使CD4017的(15)脚高电平复位,电路又将重复上述过程。

                如果开关S关闭后时间过长,再接通S,则CD4017自动复位,无论原来处于何种状态,均会恢复到QO端为高电平,A组灯点亮。

                三段式照明开关电路工作原理

                2.电路的几个特别之处

                (1)在整流桥中用了Zl、22两只齐纳二极管(稳压二极管C12),其作用除整流外,分别在电源的正、负半周内起到稳压作用。其等效电路可简化如上图、下图所示。22、D4做整流管的正半周(假定)时,Zl为稳压管:

                Zl、Dl做整流管的负半周时,22为稳压管。由于有R5、Cl的串入,此设计Zl、22不会因过流损坏。

                (2)该电路虽然采用二线控制方式,但能实现对多路灯具的控制。

                一是利用了电源开关闭合时产生的脉冲为计数器触发脉冲;二是利用了CD4017的分配器功能,即Q0~Q9端的状态变化相当于把每个计数输入脉冲从QO移Q9(该电路只用了Q0~03)。

                (3)CD4017的使能端ENA的设计使控制电路的抗干扰能力非常强。ENA端不是直接接在低电平上(公共地),而是通过R2、Cl0组成的延时电路接在高电平上(电源+端)。这样在CD4017完成对电源开关产生的脉冲进行计数后,ENA端总处于高电平,禁止计数;如果有干扰脉冲也不能引起电路误动作。

                (4)CD4017的⑩脚隔离二极管D3,外接电容C3的选择决定断开S后,CD4017的原状态保持时间。如果C3过大或过小,保持时间超出手动操作电源开关所需时间,就可能造成控制误动作。

                (5)此电路采用继电器作执行元件,能适用于多种类型的灯具,且可以在不必改动电路其他元件的情况下,仅改变继电器参数达到适应不同功率的灯具的目的。

                三段式照明开关电路工作原理

                三段式照明开关电路工作原理

                3.电路的改进和扩展意见

                (1)为了避免继电器线圈产生的反压造成的损害,应在线圈两端加上泄放电路(通常是并接二极管)。

                (2)利用CD4017的10个输出端可以将电路扩展到若干组灯的控制及其多段组合亮度。

                (3)如果在电源开关中并接入其他类型的电子开关还可组合成红外遥控、声控、开关等。

                收藏

                相关话题

                评论(0)

                加载更多评论

                分享到

                QQ空间 QQ好友 微博
                取消