专利名称：总线控制微功耗交流电子开关的制作方法
技术领域：
本发明公开的一种总线控制微功耗交流电子开关，适用于电气照明工程的一种电子开关装置。
背景技术：
传统式的触点照明开关，在安装照明电器线路时，需要大量的铜芯线、塑料线管、线槽等物品，往回铜芯线就要浪费很多，安装的线径都必须符合负载电流大小的要求，电器线路安装好后，开关就不能随意挪动位置和增减开关数量。在白天一定的光照强度下，开关也能正常开启。使用家用电器照明时，遇到突然停电后，开关不能自锁，电网恢复供电，照明电器通电工作，造成电能资源浪费，电器照明线路出现短路故障时，甚至造成失火事故，维修困难。安装传统式触点开关不仅备料品种繁多，布线施工复杂，安装费用较高，达不到节约资源和能源的目的。
现在电子开关种类繁多，如中国专利CN200410061634.4号《电子开关》、CN03250153.6《多点控制电子开关》，其结构复杂，功能较单一，适应性不强，不能同时满足多种功能用途的需要，自身功耗都在1W以上，长年累月白白浪费一些电能资源，达不到节能的效果。
发明内容
本发明一种总线控制微功耗交流电子开关，适用于电器照明工程的一种电子开关装置，克服上述背景所述的缺点，提供一种性能稳定、结构简单、安装简洁的多位多控微功率的交流电子开关。
本发明的技术方案是抗干扰电路、整流稳压断电复位清零电路、控制面板、总线A、控制系统IC1、光照强度检测器V、执行机构IC2，构成微功耗交流电子开关。
市电经抗干扰电路，整流稳压断电复位电路IC3稳压，给控制系统IC1(11)脚提供一个稳定的工作电压，控制面板中一个或多个自复式按钮K与多个不同阻值的电阻相串联，组成不同功能的功能键K，按下面板上各自不同功能的功能键K与控制系统IC1(2)脚经总线A的一芯E送来的基准控制电压经过限流降压电阻R，产生不同的基准脉冲信号，基准脉冲信号经总线A的另一芯J送至控制系统IC1(1)脉冲信号输入脚上，IC1内部的译码电路，解调出跟控制面板功能键K相对应的动作脉冲信号，去触发控制系统IC1内相对应的双稳电路的工作状态，来控制执行机构IC2对电器照明负载的开与关，IC1内的双稳电路的工作电压，受光照强度检测器V电路的控制。
本发明公开的总线控制微功耗交流电子开关，有益效果在于控制系统IC1不需要中心频率时钟振荡。使用电器照明时突然停电后开关能够自锁，电网恢复供电后，负载不得电和在白天光照强度高时，开关能够自锁，达到节能目的。
开关采用电子结构，成本低，自身功耗小，性能稳定，信号传输只需双芯小信号控制线传输，很简单地实现控制面板中的功能键实现异地多个开关同控制一盏灯的目的，开关使用中无机械磨损，布线简单，省工省料，完全可以代替传统机械式触点开关。
图1本发明的电路框图。
图2本发明的电路原理图。
图3本发明的多个控制面板连接图在图1、图2中各功能不同的功能键K中限流降压电阻R，信号传输总线A，控制系统IC1，执行机构IC2，全波整流器D5，稳压断电复位清零电路IC3，电阻R1-R12，电容C、C1-C19，光敏三极管V或光敏电阻V，阻尼二极管D1 D2 D3 D4，单向可控硅T1 T2 T3 T4，双向可控硅V1 V2V3 V4，负载P1 P2 P3 P4，电感线圈B。
在图3中根据图3的连接图，连接总线A和控制面板根据实际需要设为多根和多个。控制面板1、2、N中的K1为其中一个功能键。
具体实施例方式
控制系统IC1采用微功耗集成CMOS器件，内部包含了输出控制面板功能键K所需的基准控制电压、译码网络、光照强度检测器、内部有各自独立的双稳电路、每位独立控制信号输出端口(6)(7)(8)(9)脚。
在图2中的总线A为双芯小信号控制线分为J芯为基准脉冲信号传输线、E芯为基准控制电压传输线。
控制面板中的多个功能不同的功能键K由一个或多个自复式按钮K和K上串联多个阻值大小不同的电阻R构成，R的另一端与J芯基准脉冲信号传输线一端相连接，J芯的另一端与控制IC1(1)的脉冲信号输入脚上相连接，K的一端与E芯的一端相连接，E芯的另一端与控制IC1(2)的基准控制电压输出脚相连接，IC1控制信号输出端(6)(7)(8)(9)脚分别与R3 C4 D1、R4 C5 D2、R5 C6 D3、R6 C7 D4相对应的单向可控硅T1 T2 T3 T4的控制端口相连接，单向可控硅的输入端和输出端分别与电容C8 C9 C10 C11的两端相连接、又与IC2的(1、2)(3、4)(5、6)(7、8)脚相连接，IC1(3)(5)脚与外接译码网络R1 C2相连接，IC1中的光照强度检测器中的光检测光敏三极管V，V集电极与IC1(14)脚相连接，发射极与IC1(13)脚相连接，发射极又与电容C的一端相连接。
市电220V经抗干扰线圈B、电容C19组成的抗干扰电路去除杂波，交流火线L与电感B的输入端相连接，输出端分别与执行机构的执行IC2(14)脚端上连接，作IC2的工作电压、与V1 V2 V3 V4双向可控硅的输入端相连接，IC2交流控制信号输出端(9)(10)(11)(12)脚分别与限流电阻R7 R8 R9 R10相连接、限流电阻与各双向可控硅的控制端口相连接，各双向可控硅的输出端分别与照明电器负载P1 P2P3 P4的一端相连接，每个双向可控硅的控制端口和输出端分别与电容C12 C13 C14 C15两端相连接，负载的另一端与交流电的零线N相连，交流火线L又与全波整流堆D5交流输入端相连接，D5的另一交流输入端与零线N上串联的限流电阻R12相连接，整流堆D5的一端为负极，另一端为正极，正极与限流电阻R11一端相连接，电阻R11另一端与滤波电容C18一端相连、又与稳压断电复位清零电路IC3(1)的电压输入端相连接，经IC3(3)脚稳压输出经滤波电容C16、C17滤波，给控制系统IC1(11)脚提供稳定的工作电压。
控制IC1中的光照强度检测器V工作原理在白天光照强度高时，光敏三极管V受强光照射，呈导通状态，V的集电极的电压，经发射极输出、电容C滤波，送到控制IC1内部进行相应的检测比较，检测出V发射极输出电压比规定光照强度检测电压高时，控制IC1内部就断开双稳电路的工作电压，此时，按下任意一个功能键K，IC1控制信号输出端(6)(7)(8)(9)脚无输出控制信号电压，执行机构关闭，负载无工作电压，不工作。光照强度逐渐变弱，V受弱光照射，V呈低导通状态，发射极输出电压低于IC1内部规定光照强度检测电压时，控制IC1就恢复双稳电路的工作电压，按下任意功能键K，产生一基准脉冲信号，经译码网络译码，解调出脉冲信号，触发相对应的双稳电路翻转，控制IC1的信号输出端口输出与控制面板上功能键K相对应的信号电压，控制执行机构的工作状态。
控制面板和控制系统IC1的工作原理IC1(2)脚向控制面板提供一个基准控制电压，C1储存滤波，经基准控制电压传输线E送至控制面板各个功能键K上，按下控制面板的任意一个功能键K，基准控制电压经K上串联的电阻R限流降压，产生大小不同的基准脉冲信号，经J芯基准脉冲信号传输线送至IC1(1)脚脉冲信号输入端上，IC1(1)脚得到瞬间信号脉冲，译码网络触发，(3)(5)脚译码网络产生瞬间同步脉冲电压，同步脉冲电压大小经IC1内部解码，识别出各自工作指令，触发相对应的双稳电路翻转，经信号输出控制脚(6)(7)(8)(9)输出与功能键K相对应的控制信号电压，控制各单向可控硅T1 T2 T3 T4的导通或截止。
整流稳压断电复位清零电路的工作原理在电网供电时，整流堆D5向滤波电容C18、IC3(1)脚提供整流电压，IC3内的稳压电路经(3)脚稳压输出控制IC1所需的工作电压，IC3内的断电复位电路检测到IC3(1)脚电压高于稳压输出IC3(3)脚外接滤波电容C16 C17电压，断电复位清零电路不工作。电网断电，IC3(1)脚滤波电容C18电压经IC3内断电复位清零电路放电后，C18中的电压低于稳压输出IC3(3)脚外接滤波电容C16 C17的电压，断电复位电路工作，强迫清除电容C16 C17中的工作电压，使控制IC1内的双稳清零电路复位。
执行机构的工作原理是执行控制系统IC1输出的控制信号，控制相对应的各单向可控硅T1 T2 T3 T4的导通与截止，从而控制执行机构IC2的各交流信号输出端(9)(10)(11)(12)脚有无交流信号输出，控制各双向可控硅V1 V2V3 V4的导通或截止，控制照明电器负载P1 P2 P3 P4的开与关。
现以图3中多个控制面板中的一个功能键K1产述该专利的工作原理电网供电瞬间，整流稳压电路稳压，控制IC1(11)脚得到工作电压，内部的双稳电路复位端瞬间产生自动清零复位电压，IC1(6)(7)(8)(9)脚无控制信号电压输出，执行机构的单向可控硅T1 T2 T3 T4无导通电压，IC2的每个交流控制信号输出端口(9)(10)(11)(12)脚无交流控制信号输出，各个双向可控硅V1 V2 V3 V4截止，照明负载P1 P2 P3 P4无交流电不工作。
在自然光光照强度低于规定光照强度时，按下控制面板上的功能键K1和IC1(2)脚送来的基准控制电压经功能键K1上串联的电阻R降压，产生基准脉冲信号，基准脉冲信号经总线A，送至控制IC1(1)脚的解码网络信号输入端上，经内部的解码网络解码，解调出与面板功能键K脉冲电压大小相对应的信号脉冲，触发IC1内部双稳电路翻转，控制IC1(6)脚输出控制信号电压，控制信号电压经电阻R3 D1降压、电容C4滤波，送至执行机构上的单向可控硅T1上，T1得到导通工作电压，T1导通，IC2(9)脚输出交流控制信号电压，经限流电阻R7触发双向可控硅V1的控制端，V1导通，双向可控硅V1的交流输出端向照明电器负载P1输出交流电，负载P1得电工作。
关掉同一盏灯原理相同，按控制面板上同一功能键K1，产生电压脉冲信号，经总线A传输，解码网络解码，去触发IC1内相对应的双稳电路再次翻转，控制系统IC1(6)脚无控制信号电压输出，单向可控硅T1无导通电压，T1截止，IC2(9)脚无输出交流控制信号，双向可控硅V1截止，V1输出端无交流电输出，照明电器P1不得电，不工作，达到关照明电器的目的。
在使用照明电器时，遇到电网突然停电，这时整流稳压复位电路IC3内部的断电复位清零电路工作，强迫清除掉滤波电容C16 C17中的残留工作电压，使控制系统IC1内部的双稳电路中的清零复位电路清零复位，电网恢复供电，IC1的控制输出端无控制信号电压输出，执行机构不工作，照明电器不得电，达到停电后能关照明电器的目的。
同理可得，多个控制面板上的其它功能键K配合控制系统和执行机构，开与关相对应的照明电器，工作原理和上面所述的原理一样。
控制面板中任意一个功能键K任意组合实现异地多个开关同控制一盏灯。只需要在原来总线A上并联并增加多根任意长度的总线A，在增加总线A的另一端，增加一个控制面板，增加控制面板上所用的功能键K与K串联的电阻R的阻值大小和原来控制面板上的功能键K与K串联的电阻R的阻值大小一样，按下功能键K所产生的电压脉冲信号就一样大，控制IC1的解码电路解调出与原控制面板相同的电压信号脉冲，触发控制IC1内部的相对应的双稳电路的工作状态，去控制执行机构的导通或截止，控制照明电器的开与关，达到异地控制同一盏灯的目的。
权利要求
1.一种总线控制微功耗交流电子开关，其特征在于抗干扰电路、整流稳压断电复位清零电路、控制面板、总线A、控制系统IC1、光照强度检测器V，执行机构IC2，共同构成总线控制微功耗交流电子开关。
2.根据权利要求1所述的总线控制微功耗交流电子开关，其特征在于抗干扰电路由抗干扰线圈B和电容C19构成，抗干扰线圈B的输入端与交流火线L相连接，B的输出端与电容C19的一端相连接，C19的另一端与交流零线N相连接。
3.根据权利要求1所述的总线控制微功耗交流电子开关，其特征在于前述的整流稳压断电复位电路整流堆D5的交流输入端与抗干扰线圈B的输出端相连接，D5的另一交流输入端与零线上串联的电阻R12相连接，整流电压经限流电阻R11的一端相连，R11另一端与滤波电容C18的一端相连，R11又与稳压断电复位IC3(1)脚电压输入端相连，IC3(3)脚稳压输出与滤波C16 C17的一端相连接。
4.根据权利要求1所述的总线控制微功耗交流电子开关，其特征在于前述控制面板控制面板中设有一个或多个自复式按钮K与一个或多个不同阻值的电阻相连接，组成功能不同的功能键K，控制面板根据实际需要设置若干个。
5.根据权利要求1所述的总线控制微功耗交流电子开关，其特征在于前述的总线A是控制面板和控制系统IC1之间相连接的双芯小信号传输线，总线A根据实际需要设置若干根。
6.根据权利要求1所述的总线控制微功耗交流电子开关，其特征在于前述控制系统IC1基准控制电压输出端(2)脚、基准脉冲信号输入端(1)脚，(3)(5)脚的译码网络分别与外接R1 C2相连接，各自独立控制信号输出端(6)(7)(8)(9)脚分别与R3 C4 D1、R4 C5 D2、R5 C6 D3、R6 C7D4相对应的单向可控硅T1 T2 T3 T4控制端口相连接。
7.根据权利要求1所述的总线控制微功耗交流电子开关，其特征在于前述光照强度检测器VV为光敏三极管或光敏电阻，V的受光点向外，V的集电极与IC1(14)脚相连接，发射极与IC1(13)脚和电容C的一端相连接。
8.根据权利要求1所述的总线控制微功耗交流电子开关，其特征在于前述执行机构IC2IC2是执行控制系统IC1输出的开与关的工作指令，抗干扰线圈B的输出端与各双向可控硅V1 V2 V3 V4的输入端相连接，双向可控硅的输出端与各照明电器负载P1 P2 P3 P4的一端相连接，负载另一端与交流零线N相连接，控制IC2交流信号电压输出端口(9)(10)(11)(12)分别与双向可控硅V1 V2 V3 V4的控制端相连接，各双向可控硅的控制端和输出端分别与C12 C13 C14C15相连接，B输出端又与IC2(14)脚相连接，作IC2的工作电压。
9.根据权利要求2、3、4、5、6、7所述的总线控制微功耗交流电子开关，其特征在于单个或多个控制面板上至少设有一个功键K，控制至少一个负载的开与关。
10.根据权利要求2、3、4、5、6、7所述的总线控制微功耗交流电子开关，其特征在于总线A根据需要任意增加多根，在增加的总线A上任意增加原控制面板上功能相同的功能键K，组合为单控或多位多控交流电子开关。
全文摘要
本发明公开的一种总线控制微功耗交流电子开关，用于电气照明工程的一种电子开关装置，控制系统IC1不需要中心频率时钟振荡，配合控制面板各功能键K产生的脉冲信号经双芯小信号控制总线A传输，IC1就能产生各自独立控制信号电压，去控制执行机构的工作状态，控制照明电器的开与关，自动清零复位电路，使使用电器照明时突然停电后开关能够自锁、在白天自然光照强度高时开关自锁，达到节能目的，在原双芯小信号控制总线A上并联并增加多根控制线A和多个控制面板，在增加的控制面板上增加原控制面板上相同功能的功能键K，任意组合单开和多位多控交流电子开关，布线简单，省工省料。
文档编号H03K17/30GK101079620SQ200610084379
公开日2007年11月28日 申请日期2006年5月23日 优先权日2006年5月23日
发明者魏兴茂 申请人:魏兴茂