专利名称：冲洗装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种沖洗装置，特别是一种太阳能冲洗装置以太阳能电池 或蓄电池作为保持式电磁阀的供电来源。
背景技术：
传统型感应式冲洗装置应用于感应式小便斗沖水器或感应式水龙头冲 水器等，均依照市电规格设计开发，但在电子控制元件部分仍使用直流电 源，所以在电气的使用上需要由交流电转换成直流电才能让电子控制线路 使用，在进行电压转换时， 一般需要一组变压器，使用变压器会产生极大 的能量消耗(热能或磁能的损失)，如果此交流电产品搭配使用的电磁阀属于 非保持式电磁阀，长时间开启电磁阀的能量消耗非常可观。
上述的交流电沖水设备因为需要一传统变压器，造成高成本以及大体 积。再者，组装上也会较其他同型产品困难与复杂，再加上产品安装时必 须预留电源线路于建筑物内，以致产品无法普及化。
关于直流电源的感应式冲洗装置，此系列产品供应电源为直流电，均 设计由电池来提供，产品安装时非常方便与快捷，但是在产品寿命上会因 为电池容量而受到相当的限制，在短暂的时间内便需要更换电池，以延续 其沖洗装置的功能，更因此产生过多的废电池而造成对环境的污染与负荷。
如果改为使用可重复充放电的蓄电池，则仍旧摆脱不了 AC电源的感 应式冲洗装置的缺点，必须备有一变压器为之充电器，组装上自然也会较 其他同型产品困难与复杂，同时产品安装时仍然必须预留电源线路于建筑 物内，以致产品无法普及化。
另外，DC电源的感应式冲洗装置产品因为电池容量过小，通常搭配使 用的电磁阀为省能的保持式电磁阀，此种电磁阀的缺点是操作失效(断电或 误动作)时，并无有效的除错方式，如果因此电磁岡控制的水龙头阀门未关 闭时，将造成严重的水资源浪费与善后处理的困难。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的一目的为提供一种沖洗装置，通过太阳能 电池及蓄电池并联于电源供应端，对此充水装置供电，以大幅延长蓄电池 的使用时间。
本发明的另 一 目的为提供一种沖洗装置，其包括一太阳能电池可作为 感测器，与传统的检测单元切换使用，以降低电源的消耗。
本发明的又一目的为提供一种冲洗装置，将电源供应端直接电性连接 至驱动电路，避免电磁阀产生的反电动势对控制模块造成伤害。
本发明的再一目的为提供一冲洗装置，其电磁阀为机构型保持式电磁 阀时的驱动电路。
为达上述目的，本发明提供一种冲洗装置，其包括 一电磁阀； 一驱 动电路，用以对电磁阀提供驱动电源； 一蓄电池； 一太阳能电池，与蓄电 池并联于一电源输出端，电源输出端直接电性连接至驱动电路，对驱动电 路提供驱动电源；以及一控制模块，电性连接至驱动模块，对驱动模块提 供至少一控制信号，控制驱动电路的开关。
当电磁阀为机构型感应式电磁阀时，通过驱动电路提供一脉冲电压， 切换电磁阀开关，其中驱动电路为一开关，开关具有一第一端子、第二端 子及第三端子，第一端子与控制模块电性连接，以接收控制模块的控制信 号，第二端子直接连接至电源输出端，第三端子与电磁阀电性连接。
承上所述，本发明通过太阳能电池及蓄电池并联于电源供应端，对此 冲洗装置供电，以大幅延长蓄电池的使用时间。太阳能电池可作为感测器， 与传统的检测单元切换使用，以降低电源的消耗。将电源供应端直接电性 连接至驱动电路，避免电磁阀产生的反电动势对控制模块造成伤害。电磁 阀为机构型保持式电磁阀时，其驱动电路为一开关，可降低冲洗装置整体 的电源消耗。
图1为本发明优选实施例的冲洗装置的示意图； 图2为本发明的冲洗装置la的示意图；以及 图3A及图3B为图2的不同驱动电路的示意图。主要元件符号说明1、 la、 lb、 lc:冲洗装置
11:太阳能电池 13:控制模块
15、 15a:电；兹阀 161:发射元件 17: 二极管 N2:端点
S、 So、 S2、 S3:开关 SD:检测信号
12:蓄电池 14:驱动电路 16:检测单元 162:接收元件 Nl:输出端 R:电阻器
Sc:控制信号
V:电源输出端
具体实施例方式
以下将参照相关附图，说明依据本发明优选实施例的一种沖洗装置， 其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
图1为本发明优选实施例的冲洗装置的示意图。该冲洗装置1主要包 括太阳能电池ll、蓄电池12、控制模块13、驱动电路14、电磁阀15以及 检测单元16。
电磁阀15为该冲洗装置1的开关。驱动电路14电性连接至电磁阀15, 用以对电磁阀15提供驱动电源，驱动电磁阀15，驱动电路14可为一开关 或一全桥电路，但不以此为限。太阳能电池11与蓄电池12并联于电源输 出端V,电源输出端V直接电性连接至驱动电路14,对驱动电路14提供 驱动电源。控制模块13电性连接至驱动模块14，对驱动电路14提供至少 一控制信号Sc,控制驱动电路14的开关，控制驱动电源通过驱动电路14 的时间，以控制电磁阀15的开关。控制模块包括一微控制器。
再者，冲洗装置1还包括一二极管17,太阳能电池11电性连接至二极 管17的阳极，二极管17的阴极电性连接至电源输出端V,用以避免电流 逆流至太阳能电池ll。电源输出端V也电性连接至控制模块13,对控制模 块13供电。
本发明的冲洗装置1为太阳能感应式冲洗装置，其采用太阳能电池11 以及蓄电池12两种电力来源作为电源供应器，两种电源相互配合使用，提 供驱动电路14以及控制模块13的电力。当环境光源照射太阳能电池11, 对太阳能电池11充电时，使太阳能电池11的电动势增加，也使电源输出端V的电压随之增高。当电源输出端V的电压高于蓄电池12的电动势时， 太阳能电池ll成为主要工作电源，对控制模块13及驱动电路14供电，并 对蓄电池12充电。当环境光源的强度较弱时，太阳能电池11的电动势也 随之降低，电源输出端V的电压也随之降低，当电源输出端V的电压低于 蓄电池12的电动势时，蓄电池12自动转换为主要的供电电源。因此，太 阳能电池11可对蓄电池12充电，或直接供给负载使用，蓄电池12则可确 保提供负载稳定且持续的电源。
检测单元16与控制模块13电性连接，用以检测冲洗装置1所在环境 有无使用者存在，并可传送一检测信号Sd至控制模決13,控制模块13则 根据此检测信号sd,输出控制信号Sc至驱动电路14,以控制电磁阀15的 开关。在本实施例中，检测单元16可为一红外线;险测单元16,检测单元 16包括一发射元件161及一接收元件162,以感应冲水式小便斗为例，当 使用者开始使用时，发射元件161发射出一红外线信号，经由使用者反射 而被接收元件162接收，即可得知使用者的存在；之后，如果使用者离开， 接收元件162无法接收到红外线反射信号，即可得知使用者离开，检测单 元16感测到使用者离开后，控制模块13可根据使用者的使用时间^/或使 用频率，对驱动电路14提供至少一控制信号Sc,控制驱动电路14的开关， 控制冲洗装置1的冲水时间。
本发明的太阳能电池11也可作为感应器。冲洗装置1还包括一开关So 及一电阻器R,太阳能电池11的输出端N1电性连接至开关So，再电性连 接至控制模块13。电阻器R—端接地，另一端电性连接至开关So及控制模 块13间之一端点N2。控制模块13通过控制开关So的开关，以监测太阳能 电池11的能量变化，控制模块13通过端点N2的电压变化来感应使用者的 接近或远离冲洗装置l,以作为感应器。本发明利用太阳能电池11作为感 应器可与检测单元16切换使用，以降低电源的消耗。
如图2所示，其显示本发明的冲洗装置la的示意图。电磁阀15a为一 机构型保持式电磁阀，该电磁阀15a通过驱动电路14提供一脉沖电压，切 换电^F兹阀15a的开关。
驱动电路14为一开关S，开关S具有一第一端子、 一第二端子以及一 第三端子，第三端子与电磁阀15a电性连接，第二端子直接连接至电源输 出端V，第一端子与控制模块电性连接，以接受控制模块13的控制信号Sc，用以控制开关S的开关，开关S可包括一场效应晶体管(MOS)或一双载子 晶体管/(3T t/wwc"'ow 7hms7'加r, BJT)。
如图3a所示，该沖洗装置lb的开关S2为一场效应晶体管以及一二极 管组成，场效应晶体管的漏极与二极管的阴极连接，场效应晶体管的源极 与二极管的阳极连接成并联组态。场效应晶体管的源极与15a电性连接， 场效应晶体管的漏极直接电性连接至电源输出端V，场效应晶体管的栅极 与控制模块13电性连接，以接受控制模块13的控制信号Sc,以控制信号 Sc控制场效应晶体管的开关，当开关S3因为控制信号Sc驱动，对电磁阀 15a提供一脉冲电压。
如图3b所示，该沖洗装置lc其与图3a的冲洗装置lb的差别在于开 关S3包括一双载子晶体管，双载子晶体管的发射极与电磁阀15a电性连接， 场效应晶体管的集电极直接电性连接至电源输出端V,场效应晶体管的基 极与控制模块13电性连接，以接受控制模块13的控制信号Sc，以控制信 号Sc控制场效应晶体管的开关，当开关S3因为控制信号Sc驱动，对电磁 阀15a提供一脉冲电压。
当驱动电路14为全桥电路时，其电磁阀15可为保持式电磁阀，通过 控制保持式电磁阀15的线圈电流的方向，可切换保持式电磁阀15的阀动 杆的内缩或伸出位置，以达到电磁阀15常开或常闭的功能。在此应用例中， 电源供应端V直接电性连接至全桥电路的供电电源VDD,当控制模块13对 驱动电路14提供至少一控制信号Sc,控制驱动电路14的开关，控制电磁 阀15冲水时间。
综上所述，本发明的电磁阀所使用的电力是由太阳能电池及蓄电池并 联后，连接至驱动电路及控制模块等单元，太阳能电池不断地补充电能至 蓄电池，可延长蓄电池的使用时间。
检测单元必须长时间开启，本发明亦可以太阳能电池作为检测器，两 者搭配使用可降低控制模块的电源消耗。
由于保持式电磁阀属于电感式元件，在使用时因为电源变化会产生反 电动势，进而造成电子元件的伤害，通过电源直接与驱动电路电性连接， 提供电磁阀电源，不经过控制模块，有助于提升控制模块的稳定性。
本发明搭配机构型保持式电磁阀，仅须提供单一方向的脉冲电压，便 可切换电磁阀的开关，大大地降低了过多的电子零件与线路的静态电流的
8耗损，其机构型保持式电磁阀驱动响应时间也比一般保持式电磁阀更少， 因此降低整体电源消耗。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与 范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附权利要求书要求保 护的范围中。
权利要求
1.一种冲洗装置，其包括一电磁阀；一驱动电路，用以对该电磁阀提供驱动电源；一蓄电池；一太阳能电池，与蓄电池并联于一电源输出端，该电源输出端直接电性连接至该驱动电路，对该驱动电路提供该驱动电源；以及一控制模块，电性连接至驱动模块，对该驱动模块提供至少一控制信号，控制该驱动电路的开关。
2. 如权利要求1所述的冲洗装置，其中该电源输出端还电性连接至该控 制模块，对该控制模块提供电源。
3. 如权利要求1所述的冲洗装置，其还包括一二极管，设置于该太阳能 电池及该电源输出端之间，用以避免电流由该蓄电池逆流至该太阳能电池。
4. 如权利要求1所述的冲洗装置，其还包括一检测单元，与该控制模块 电性连接，传送检测信号至该控制模块。
5. 如权利要求4所述的冲洗装置，其中该检测单元为一红外线检测单元。
6. 如权利要求4所述的冲洗装置，其中该检测单元包括一发射元件及一 接收元件，当使用者使用时，该发射元件发射的红外线信号反射，通过该 接收元件是否接收该红外线信号，以得知使用者是否存在。
7. 如权利要求1、 4至6项中任一所述的冲洗装置，还包括一开关及一 电阻器，该太阳能电池的输出端电性连接至该开关，再电性连接至该控制 模块，该电阻器一端接地，另一端电性连接至该开关及该控制模块间之一 端点，其中该控制模块控制该开关，以监测该太阳能电池的输出电压，通过该端点的电压变化来感应使用者的接近或远离该冲洗装置。
8. 如权利要求1所述的冲洗装置，其中该控制模块根据使用者的使用时 间及/或使用频率，对该驱动电路提供该控制信号，控制冲洗装置的冲水时 间。
9. 如权利要求1所述的冲洗装置，其中该太阳能电池通过环境光源照射 太阳能电池，对太阳能电池充电。
10. 如权利要求1所述的冲洗装置，其中当该电源输出端的电压高于该蓄电池的电动势时，该太阳能电池对该控制模块及该驱动电路供电，并对 该蓄电池充电，当该电源输出端的电压低于该蓄电池的电动势时，该蓄电 池对该控制模块及该驱动电路供电。
11. 如权利要求1所述的冲洗装置，其中该电磁阀为一机构型感应式电 磁阀，通过该驱动电路提供一脉冲电压，切换该电磁阀开关。
12. 如权利要求11所述的沖洗装置，其中该驱动电路为一开关。
13. 如权利要求12所述的冲洗装置，其中该开关具有一第一端子、第二 端子及第三端子，该第一端子与该控制模块电性连接，以接收该控制模块 的该控制信号，该第二端子直接连接至该电源输出端，该第三端子与该电 /磁阀电性连接。
14. 如权利要求12所述的沖洗装置，其中该开关包括一场效应晶体管及 一二极管。
15. 如权利要求14所述的冲洗装置，其中该第一端子为该场效应晶体管 的栅极，用以接受该控制信号，该第二端子为该场效应晶体管的漏极，直 接电性连接至该电源输出端且并联该二极管的阴极，该第三端子为该场效 应晶体管的源极与该电磁阀电性连接，且并联该二极管的阳极。
16. 如权利要求12所述的冲洗装置，其中该开关包括一双载子晶体管。
17. 如权利要求16所述的冲洗装置，其中该第一端子为该双载子晶体管 的基极，该第二端子为该双载子晶体管的集电极，该第三端子为该双载子 晶体管的发射极。
18. 如权利要求1所述的冲洗装置，其中该电磁阀为具单一线圈的保持 式电;兹阀，通过切换保持式电磁阀的线圏电流的方向，以切换保持式电磁 阀的开关。
19. 如权利要求18所述的沖洗装置，其中该驱动电路为一全桥电路。
20. 如权利要求19所述的冲洗装置，其中该电源供应端直接电性连接至 该全桥电路的供电电源，该控制模块对该全桥电路提供多个控制信号，以控 制该全桥电^各的电流方向。
全文摘要
一种冲洗装置，其包括一电磁阀；一驱动电路，用以对电磁阀提供驱动电源；一蓄电池；一太阳能电池，与蓄电池并联于一电源输出端，电源输出端直接电性连接至驱动电路，对驱动电路提供驱动电源；以及一控制模块，电性连接至驱动电路，对驱动电路提供至少一控制信号，控制驱动电路的开关。
文档编号E03D13/00GK101676498SQ200810165660
公开日2010年3月24日 申请日期2008年9月19日 优先权日2008年9月19日
发明者许严达, 邱敬量 申请人:台达电子工业股份有限公司