[实用新型]一种降低待机功耗的继电器开关电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及开关电路领域，特别是涉及一种降低待机功耗为目的的串联式电容降压继电器开关电路。

背景技术

图1是现在市面上大部分继电器开关所采用的电路，ACIN_L及ACIN_N输入AC220V电压，ACOUT_L及ACOUT_N输出交流电压；C4为电容降压电容，电阻R11为C4残留电压泄放电阻；R13为限流电阻，D1桥式整流；Z1稳压二极管EC2滤波电容；U1稳压IC将12V电压稳压到3V提供给模块工作电压；Q2为继电器驱动晶体管，单片机U2的3脚输出高电平时继电器打开。该电路具有以下缺陷：一是待机功耗高，器件发热升温较高，220VAC/50Hz时待机功耗计算：容抗Z=1/(2∏fc)=1/(2x3.14x50x0.47x10-6)=6.78Kohm，其中可提供电流是：I=U/R=220/6.78=32mA。由于纯电容在AC电路不做有用功不消耗有功功率，所以电路的待机功耗取决于串联在电容后面的Z1、U1并联负载。由于U1及单片机U2消耗的电流小于3mＡ则剩下的电流将在Z1上消耗掉，所以消耗在Z1上待机功耗Wz=UI=12x0.032=0.38W。由于器件的偏差，实测在0.35-0.38W范围内。由于待机时大部份电流被Z1转换成热量所以Z1温升大，实测温升在15度左右(长时间工作2小时后比环境温度高15度)，整机待机功耗仪器实测在0.7-0.8W。二是容易烧坏R11，R11为C4残留电压泄放电阻，正常工作时电阻两端电压可达220x1.41-12x1.41≈293V，这个电压直接加在R11两端，当电阻的体积比较小时极易产生打火而烧坏。三是稳压IC成本较高，由于待机电路中直流电压不能低于继电器的工作电压所的稳压芯片U1必需选择耐压18-24V的芯片，而这种芯片的成本会比耐压6V的高一倍左右。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种降低待机功耗的继电器开关电路，在现有技术的基础上的一个改进。

本实用新型所采用的技术方案是：一种降低待机功耗的继电器开关电路，包括电路ACIN_L及ACIN_N端输入AC220V电压，继电器REL1控制ACOUT_L及ACOUT_N输出交流电压驱动灯具，其特征在于，还包括降压电路、整流电路、共模抑制电路、稳压电路、驱动电路和单片机U2控制电路，其中：单片机控制电路由单片机U2连接稳压电路和开关SW1和指示LED及输出继电器驱动信号，稳压电路连接继电器REL1、降压电路及整流电路。

所述降压电路包括电阻R5、R10、R11串联与电容C4连接，为电路断电后电容C4残留电压提供放电回路。

  所述整流电路包括限流电阻R4、R13并联，电阻R4的一端连接桥式整流器D1的2脚，同时桥式整流器D1的1脚连接电容C2和共模环形电感TRAN1，电容C2和共模环形电感TRAN1组成共模抑制电路，减小开关负载时产生的脉冲对单片机的影响。

所述稳压电路包括稳压管Z1、Z2，滤波电容EC2、EC3，稳压管Z1、Z2串联，同时与滤波电容EC2、EC3串联，再连接一稳压芯片U1。

所述驱动电路包括电阻R1、R2、R6、R19和NPN三极管Q1、PNP三极管Q2，电阻R1、R2、R6和PNP三极管Q2串联，电阻R19连接NPN三极管Q1，NPN三极管Q1通过电阻R19连接单片机U2的3脚，单片机U2的5脚连接电阻R9和指示灯LED1，单片机U2的6脚连接轻触开关SW1。所述单片机U2的VCC端连接抗干扰磁珠FB3、单片机U2的GND端连接抗干扰磁珠FB4。

本电路设计具有以下优点：待机功耗小且器件发热升温小，通过稳压管Z1、Z2串联，同时与滤波电容EC2、EC3串联，目的是降低待机时整机功耗；待机时Q1在导通状态Z1两端电压为零不消耗功率，所以消耗在Z2上的总待机功耗约Wz=UI=4.3x0.032=0.14W，实测在0.12-0.14W范围内，为了进一步降低功耗可将Z2改成3.6V，则总待机功耗WI=UI=3.6x0.032=0.12W，由于Z2两端的电压低所以转换成的热量也低温升也就很小，实测温升在5度左右，整机待机功耗仪器实测在0.3-0.45W。