专利摘要

本实用新型提供了一种基于通用计数芯片的分段开关电路，该装置由阻容降压式整流滤波供电电路、开关脉冲形成电路、通用二进制计数器、双向晶阐管开关电路四部分组成，阻容降压整流后，再经过两级滤波电路供电；开关脉冲形成电路的时间常数控制在0.2～0.4s，所形成的开关脉冲直接送至通用二进制计数芯片，计数芯片的输出端连接至三极管基极，通过三极管触发双向晶阐管开通，给相应的负载施加电压。本实用新型的有益之处是采用通用的多位二进制计数芯片，以二进制组合方式输出控制编码，能够以较少的控制端口形成较多的控制段，并且在同一个电路结构中，可以根据需要灵活拓展负载数量。

权利要求

1.基于通用计数芯片的分段开关电路，其特征是：阻容降压式整流滤波供电电路由R1、R11、C1、D1、D2组成，再经过两级滤波电路供电，其中电容C2作为第一级滤波器，R6、D3、C3构成第二级滤波电路，两级滤波电路中连接有限压二极管D4；开关脉冲形成电路二极管D5、R3、R4、R5、C5、C6组成两级RC积分网络，其时间常数控制在0.2～0.4s；所形成的开关脉冲直接送至通用二进制计数芯片CD4024，通用二进制计数芯片CD4024的Q1、Q2二位二进制组合输出端分别连接至T1、T2的基极，三极管的发射极或集电极分别经过限流电阻R9、R10连接至双向晶阐管的触发极；两个受控制的负载连接在交流电源相线与双向晶阐管阳极之间。

2.根据权利要求1所述的基于通用计数芯片的分段开关电路，其特征是：开关脉冲形成电路连接自整流电路之前，即二极管D1、D2的公共接点，开关脉冲形成电路、通用计数芯片、双向晶阐管之间组成共地结构。

3.根据权利要求1所述的基于通用计数芯片的分段开关电路，其特征是：双向晶阐管触发电流经过三极管T1、T2取自第一滤波电路供电端，T2采用PNP型三极管时其发射极串联白色发光二极管D6。

说明书

技术领域

本实用新型基于通用计数芯片的分段开关电路所涉及的内容属于电子技术领域，能够通过一个电源开关来控制多个用电器的开启与关闭。

背景技术

分段开关这一名称源自电力系统中分段供电中的“分段开关”，但控制家用灯具类负载的分段开关在技术上不同于电力系统中的“分段开关”，这里的分段开关是指交流电网中用一个电源开关控制多个用电器的开启与关闭，目前基本上用于交流电网照明灯控制。分段开关有一个交流电源输入口，若干个负载连接口。常用的有两分段开关，是指具有两个负载连接口；有三分段开关，是指具有三个负载连接口，也有四分段开关，是具有四个负载连接口；还可以有更多负载连接口的分段开关。分段开关操作方式是电源开关接通后，分段开关选择其中的一个负载工作，快速关闭电源开关后再开通，分段开关会更换成另一个负载工作或更换负载组合形式，电源开关每快速断通一次就会更换负载组合形式。这种负载的不同组合形式称为段，负载接口个数称为路，因此，分段开关有X路Y段之称，如两路三段分路开关等。

鉴于分段开关有较大的实用性，目前推出了多款专用的分段开关控制芯片，市场上分段开关主要是采用专用芯片制作的电子开关。分段开关中控制负载通断的器件，有的是采用电子开关器件，如双向晶阐管，也有的是采用继电器控制。如TC2608是典型的分段开关专用控制芯片，它也是通过继电器控制负载通断；KD-211型数码分段开关是基于十位分配计数器HEF4017实现的一类分段开关，它的输出口由继电器控制负载通断；FT系列数码分段开关是通过双向晶阐管控制负载通断。

分段开关负载的复杂组合形式就是多位二进制码的组合。因而采用二进制通用数码芯片完全可以达到分段控制的目的，本实用新型就是基于CD4024数码芯片的分段开关电路。

发明内容

本实用新型基于通用计数芯片的分段开关电路由阻容降压式整流滤波供电电路、开关脉冲形成电路、通用二进制计数器、双向晶阐管开关电路四部分组成，如附图1所示，从技术层面上看，具有以下特征：

阻容降压式整流滤波供电电路由R1、R11、C1、D1、D2组成，再经过两级滤波电路供电，其中电容C2作为第一级滤波器，R6、D3、C3构成第二级滤波电路，两级滤波电路中连接有限压二极管D4；开关脉冲形成电路二极管D5、R3、R4、R5、C5、C6组成两级RC积分网络，其时间常数控制在0.2～0.4s；所形成的开关脉冲直接送至通用二进制计数芯片CD4024，通用二进制计数芯片CD4024的Q1、Q2两位二进制组合输出端分别连接至T1、T2的基极，三极管的发射极或集电极分别经过限流电阻R9、R10连接至双向晶阐管的触发极；两个受控制的负载连接在交流电源相线与双向晶阐管阳极之间，如附图1所示。

所述基于通用计数芯片的分段开关电路的开关脉冲形成电路连接自整流电路之前，即二极管D1、D2的公共接点，开关脉冲形成电路、通用计数芯片、双向晶阐管之间组成共地结构。

所述基于通用计数芯片的分段开关电路的双向晶阐管触发电流经过三极管T1、T2取自第一滤波电路供电端，T2采用PNP型三极管时其发射极串联白色发光二极管D6。

基于通用计数芯片的分段开关电路产生的有益效果：

采用通用的多位二进制计数芯片，以二进制组合方式输出控制编码，能够以较少的控制端口形成较多的控制段，并且在同一个电路结构中，可以根据需要灵活拓展负载数量。

该阻容降压式整流滤波供电电路属于半波整流方式，是为了配合双向晶阐管的共地工作需要而设置，其中电阻R11用作电路停止工作后电容C1的放电。电容C1的容量决定了整个电路的供电能力，在这里取为0.47μF比较合适。

电路中T1之所以采用NPN型三极管，而T2采用PNP型三极管，是考虑第一次通电后计数芯片CD4024输出的两位二进制组合为00，目标是要开通一个负载，电源开关再次断通转变为01，目标是需要开通二个负载，则高位为低电平时开通负载，低位为高电平时开通负载。因此，低位的驱动三极管T1需要采用NPN型三极管，当基极为高电平时输出电流；而高位的驱动三极管T2需要采用PNP型三极管，当基极为低电平时输出电流，如附图1所示。因T2的发射极连接至第一滤波电路的正电位端，其电位总是高于CD4024芯片输出端的电位，需要一个器件分担多余的电压，这里采用白色发光二极管导通降压方式，以保证CD4024芯片输出高电平时，驱动三极管T2不会导通。

电路供电采用的两级滤波电路之间设置有二极管D3，是为了在电源开关切断后的暂短时间内滤波电容C3中的电能不会被驱动三极管释放，使得计数芯片CD4024能够维持正常工作状态。当滤波电容C3的电容量取为100μF时，实际的计数状态维持时间能够达到30s以上。

分段开关电路的带负载能力与电路结构无关，只是受双向晶阐管载流能力的影响，载流能力越大，带负载的能力也越大。但载流能力大的双向晶阐管，其触发极的驱动电流也要相应增大。

附图说明

附图1是基于通用计数芯片的两路分段开关电路的完整结构。

图中IC1是通用7位二进制计数器CD4024，T3、T4是双向晶阐管；DS1、DS2是受控制负载。

附图2是基于通用计数芯片的三路主从型分段开关电路的完整结构。

图中DS1是开通后常亮的主负载，DS2、DS3是受控制的从负载。

具体实施方式

下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的实施作进一步说明。

分段开关主要用在需要灵活调节照明亮度的场所。本实用新型的设计目标是控制两组灯具组，所以用了计数芯片CD4024的Q1、Q2两位输出端，即实现两路三段控制。但本实用新型的电路结构可以控制更多的负载，如取Q1、Q2、Q3三位输出，实现三路7段控制，也可以取Q1、Q2、Q3、Q4四位输出，实现四路15段控制。当然，使用过多的输出端无实用意义。

附图2所示电路是另一种主从型三路四段分段开关，全部采用NPN型三极管驱动，其中负载DS1持续工作，DS2、DS3随开关动作循环组合工作。以灯具作为负载，首次通电只有DS1点亮，断通一次后DS1和DS2点亮，断通二次转换成DS1和DS3点亮，断通三次变换成DS1、DS2和DS3都点亮，即DS1是常亮灯具。这种电路结构调整可以非常灵活，两个三极管都是射极输出器结构，工作可靠性好。

本实用新型的试样中双向晶阐管采用Z0409MF型，每一路可以带200W以下的负载。如果负载功率小于100W，双向晶阐管可以采用更小封装的MAC97A6型。

基于通用计数芯片的分段开关电路属于数控类电路，装配后基本无需调整，只要做工作效果测试，无故障即可使用。

基于通用计数芯片的分段开关电路专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。