[发明专利]单火线电子开关全波自给取电低共模电压电流采样电路

说明书

本发明设计一种单火线电子开关自给取电电路，利用本电路可以使得工作在单火线供电的电子开关，在负载工作时，可以直接从负载串联回路里取得一定电能。本电路是解决现实难题而发明出来的，为单火线电子开关从小功率负载上获取较大功率提供完美解决方案，可以解决单火线电子开关的供电取电稳定性问题，为从单火线供电系统获取更多用于控制的电能给出完美的解决方案。

技术领域

本发明设计一种单火线电子开关自给取电电路的电流低共模电压采样电路，利用本电路可以使得单火线开关无论在全波自给取电的时候或是自给取电关闭的时候，都可以把负载回路的电流完全流过电流传感器，并且保持较低的输入共模电压。本发明是在设计单火线电子开关自给取电电路时，为了解决负载回路的电流直接测量方案而发明出来的，他的特点是输入共模电压低，成本低，能把所有流过负载的电流都能加载到电流传感器上。

背景技术

目前我们市面上见到的电子开关种类比较多。其中具有电流和功率测量功能的电子开关，大部分采用计量芯片开发设计。当然对于使用计量芯片的开关有其自身优点，电路简单，软件设计方便。然而也有其固有缺点，测量电流时间延迟大，无法实现实时电流测量，无法实现负载短路保护等功能。我们的单火线电子开关低共模电压电流采样电路，利用电流传感器直接采样电流信号，无论出于自给取电状态还是关闭自给取电，都能全面的采集开关所接负载回路的电流，并且保持很低的共模电压，对于单火线智能开关的应用提供了一个低成本的解决方案。

发明内容

本发明内容是单火线电子开关全波自给取电电流低共模电压采样电路，本发明解决了三个方面问题：

1、解决了电流采样参考地线的选取问题；

2、解决了电流传感器采样时的输入共模电压问题；

3、解决了无论是自给取电打开还是自给取电电路关闭，都能准确的测量流过负载回路的电流。

附图说明

附图1是单火线电子开关全波自给取电电流低共模电压采样电路实现原理图，ACLIN是单火线开关的外部的电源公共输入端子，OUTPUT3、OUTPUT4是两个开关输出接线端子，由D9、D11、Q3、Q4、Q6、RS及R3、R4构成低共模电压电流采样回路。其中自给取电控制信号的高低，决定Q3、Q4的打开和关闭从而确定自给取电电路是否工作。

具体实施方式

当单火线电子开关全波自给取电电路及其系统主电路接入负载回路工作时，无论是开关1导通或是开关2导通或是两者都导通，流过开关的绝大部分电流，需要从电流采样传感器RS上流过，从而实现电流实时采样。该电路有三种工作状态。

1、当自给取电控制信号为高电平时，Q3Q4两个开关管导通，Q3Q4相当于短路，流过负载回路的电流直接通过Q3Q4和RS电流传感器。完成电流无共模电压采样。

2、 当自给取电控制信号为低电平时，Q3Q4两个开关管关闭。当处于交流电正半波时，开关1或开关2侧为正，ACLIN端为负，电流沿着图中外围粗线方向，由D9->低压负载回路->RS电流传感器->Q6->到达ACLIN端。本来，假如没有Q6，电流将在RS电流传感器前端，流过Q4体内的寄生二极管回流到ACLIN端，但是由于Q6的存在，在正半波时在R3R4获得一个分压，打开Q6，Q6导通后仅有一个Q6的导通内阻十几个毫欧，远小于Q4的体内寄生二极管压降，近似短路Q4，绝大部分电流通过RS电流传感器回流到ACLIN端。此时的电流共模电压，是低于地线的RS两端电流在RS两端产生的压降。

3、当自给取电控制信号为低电平时，Q3Q4两个开关管关闭。当处于交流电负半波时，开关1或开关2侧为负，ACLIN端为正，电流沿着图中内侧粗线方向，由ACLIN->D11->低压负载回路->RS电流传感器->Q3体内寄生二极管->开关或开关2，完成回流。在这一过程中，由于加在Q6栅极的电压，是R3、R4分压后的Q3体内寄生二极管压降加RS电流传感器的压降和，不足以开启Q6，Q6截止，不影响流过电流传感器RS的电流。此时的RS电流传感器的共模输入电压是低于地线的RS两端的通过RS电流产生的压降。