专利名称：能背光显示可触控遥控的无触点单火线电子防爆开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能背光显示可触控遥控的无触点单火线电子防爆开关，可广 泛用于石油、化工、煤矿等易燃易爆领域，是目前被动型防爆开关的理想替代品，也可用于 工控开关和高档民用开关领域。
背景技术：
可能发生爆炸的原因，对开关而言，是在闭合或断开时，电流会在接触前或断开的 瞬间击穿空气产生火花(打火)，矿井内或石油、化工生产中的可燃气体或粉末与空气混合 达到一定浓度时，遇到明火就会发生爆炸。而开关的开闭就可能会提供这样的“明火”。解 决的原理也很简单，不让开关开闭时产生的火花接触到混合气体或不产生火花就可以了。目前市场上的防爆开关产品，大致分为两类主流产品是机械式防爆开关，其特征 是将可通断电流的开关密封在增安型外壳内，如玻璃纤维增强不饱和聚树脂压制成的外壳 或工业等级的铸铝壳体等。这类开关的缺陷是体积笨重，操作比较吃力。第二类为数量很 少的电子防爆开关，但几乎都采用继电器来通断负载。尽管继电器的触点也采取了密封在 外壳内的措施，但其毕竟是产生火花的根源，所以并非真正意义上的防爆开关。发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种替代机械式防爆 开关的电子开关，可靠的嵌入式程序和全部无触点的电子器件相结合，从根本上消除了产 生火花来源，使负载开闭状态能直接背光显示的可触控遥控的无触点单火线电子防爆开关。本实用新型的技术解决方案是这样实现的负载单火线接入器的输出端与单火极 微功耗无缝隙转换电源的输入端相连接，单火极微功耗无缝隙转换电源的输出端与低压电 源管理器的输入端相连接，低压电源管理器的输出端与内置程序的MCU微处理器及外围电 路相连接，低压电源管理器的输出端与感应背光显示控制电路相连接，低压电源管理器的 输出端与射频接收模块相连接，内置程序的MCU微处理器及外围电路的输出端与负载开关 控制单元的输入端相连接，内置程序的MCU微处理器及外围电路的输入输出端与负载过流 过压保护电路的输入输出端相连接，内置程序的MCU微处理器及外围电路的输入输出端与 感应背光显示控制电路的输入输出端相连接，电容感应触摸控制器的输出端与内置程序的 MCU微处理器及外围电路的输入端相连接，射频接收模块的输出端与内置程序的MCU微处 理器及外围电路的输入端相连接，负载过流过压保护电路的输出端与负载开关控制单元的 输入端相连接，负载开关控制单元的输出端与负载单火线接入器的输入端相连接。负载开关控制单元接受和执行内置程序的MCU微处理器及外围电路的指令，实现 单火线对相应通道负载的通断控制，而内置程序的MCU微处理器及外围电路的指令又受控 于电容感应触摸控制器及射频接收模块。低压电源管理器为所有单元和电路提供工作电源，包括负载开关控制单元、负载 过流过压保护电路、内置程序的MCU微处理器及外围电路、感应背光显示控制电路、射频接 收模块。[0011]射频接收模块采用低功耗方式，选用315M、433M或915M载波频率。本实用新型具有如下积极效果1、能安全可靠地在易燃易爆等危险场所工作，是目前机械式防爆开关的理想替代品。2、改变了人们传统的操作习惯而且使用人更安全可靠，负载的开启和关闭是隔着 5mm -8mm绝缘介质“摸”开和“摸”关的。3、减轻劳动强度，可在< 40m2范围内无障碍控制负载开启和关闭。4、负载开闭状态能直接在开关面板上显示，新颖大气，还给晚上使用指示开关位置。5、单火线接入负载，比传统的四线制减少了两根线，节省材料和安装费用。6、带负载范围很宽，可由IW到数千W。7、功能齐全单键开关、群开群关、顺次打开关断、负载停电记忆等功能，都使使用 者更轻松舒适。
图1为本实用新型的结构原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种能背光显示可触控遥控的无触点单火线电子防爆开关，其特征 在于负载单火线接入器11的输出端与单火极微功耗无缝隙转换电源14的输入端相连接， 单火极微功耗无缝隙转换电源14的输出端与低压电源管理器15的输入端相连接，低压电 源管理器15的输出端与内置程序的MCU微处理器及外围电路16相连接，低压电源管理器 15的输出端与感应背光显示控制电路17相连接，低压电源管理器15的输出端与射频接收 模块19相连接，内置程序的MCU微处理器及外围电路16的输出端与负载开关控制单元12 的输入端相连接，内置程序的MCU微处理器及外围电路16的输入输出端与负载过流过压保 护电路13的输入输出端相连接，内置程序的MCU微处理器及外围电路16的输入输出端与 感应背光显示控制电路17的输入输出端相连接，电容感应触摸控制器18的输出端与内置 程序的MCU微处理器及外围电路16的输入端相连接，射频接收模块19的输出端与内置程 序的MCU微处理器及外围电路16的输入端相连接，负载过流过压保护电路13的输出端与 负载开关控制单元12的输入端相连接，负载开关控制单元12的输出端与负载单火线接入 器11的输入端相连接。负载开关控制单元12接受和执行内置程序的MCU微处理器及外围电路16的指 令，实现单火线对相应通道负载的通断控制，而内置程序的MCU微处理器及外围电路16的 指令又受控于电容感应触摸控制器18及射频接收模块19。低压电源管理器15为所有单元和电路提供工作电源，包括负载开关控制单元12、 负载过流过压保护电路13、内置程序的MCU微处理器及外围电路16、感应背光显示控制电 路17、射频接收模块19。射频接收模块19采用低功耗方式，选用315M、433M或915M载波频率。负载单火线接入器11与负载比如电灯串联接入市电。负载开关控制单元12接受和执行内置程序的MCU微处理器及外围电路16的指 令，实现单火线对相应通道负载的通断控制。而内置程序的MCU微处理器及外围电路16指令又受控于电容感应触摸控制18及射频接收模块19。负载开关控制单元12的关键器件是可控硅或IGBT或大功率三极管。不选用继电 器是从根本上消除产生火花的来源，实现真正的无触点控制。负载开关控制单元12 —般控 制一到三个通道，也可以根据需要增加到若干通道。内置程序的MCU微处理器及外围电路16是整个开关的核心，所有运算、判断、比 较、逻辑处理及控制指令等都要由它来完成。核心部件要具备功耗、内部有定时/计数器和 RC振荡器的功能，如TI公司的MSP430系列、Microchip公司PIC16F系列、Holtek公司的 BS80xC系列、HT45R系列等都可以选用。低压电源管理器15为所有单元和电路提供工作电源，包括负载开关控制单元12、 负载过流过压保护电路13、内置程序的MCU微处理器及外围电路16、感应背光显示控制电 路17、射频接收模块19等。考虑到单火取电能量的限制，HT75系列三端IC是低功耗LDO 应作为首选，其他相关系列产品亦可，但不建议选用普通三端IC和稳压管。感应背光显示控制电路17主要是为了晚上显示触摸按键位置。可在两种方式中 选择使用一是感应显示，即当人手距离开关控制面板一定距离时，感应背光显示控制电路 自动点亮背光显示光源LED，并唤醒睡眠中的MCU处理器进入工作状态，然后延时若干时段 如5秒钟关闭。二是状态切换显示，即负载断开时，开关面板置显示一种颜色，负载接通时 显示另一种颜色。不管哪种背光显示方式，均会使人感觉新颖大气。新颖的夜间触控位置指示，在方 便用户夜间操作开关的同时，也使负载的状态一目了然，在实际使用中，LED应选择高亮度的以降低能耗。电容感应触摸控制18是控制负载通断的操作方式，即负载是摸开或摸关的。感应 触摸点一般制作在PCB板上，也可以用金属材料制成。其灵敏度、抗干扰等指标应根据触摸 面板的材质、厚度、连线长度等因素由内置程序的MCU微处理器来处理和自动调整。射频接收模块19采用低功耗方式，选用315M、433M或915M载波频率，可以是超外 差也可以是超再生。考虑到既能满足需要又减小电磁辐射强度，遥控距离应< 30M比较合 适。红外线、超声波也可以作为遥控选择。内置程序的MCU微处理器及外围电路16中内置的程序主要包括个四个方面一是 数据检测、分析、判断、执行。二是遥控编码识别、学习、记忆存储以及单通道多按键控制、多 路开关顺次关断打开、全关、普通模式、自定义模式设定管理等。三是对电路进行低功耗管 理以确保电子镇流器类的灯具如节能灯在静态时不闪烁。四是对环境的自适应以及故障自 诊断、自修复等。与同类型开关相比，本开关能在上电0. 8秒内进入稳定工作状态且有非常 优越的抗干扰性能，可有效抵御强电磁、溅水和水淹、电源、温度变化等干扰而可靠工作。而 同类型产品多数要在上电10秒左右才能进入正常工作。内置程序的MCU微处理器及外围电路16和相关单元组成了 一个既可触摸控制又 可遥控的带背光显示的单火开关。其实际效果是可单开单关负载如电灯，按键按下一次为 开，二次为关，轮番循环；群开群关功能，一键打开或关闭所有负载如电灯；顺次打开或关 断负载，按键按下后，所打开或关断的负载不是同时动作而是按顺序一一动作，避免对电网 的冲击，感官效果很好；停电记忆功能，负载在接通状态下停电再送电，一定是关断状态，避 免电能浪费和事故的发生。本实用新型可以隔着5mm -8mm的玻璃以及木头、石头、橡皮等介质对负载触摸开关控制；能在< 40m2范围内遥控负载通断；负载通断效果可通过背光显 示一目了然，此功能还为夜间开关负载如电灯提供位置显示。
权利要求1.一种能背光显示可触控遥控的无触点单火线电子防爆开关，其特征在于负载单火 线接入器(11)的输出端与单火极微功耗无缝隙转换电源(14)的输入端相连接，单火极微 功耗无缝隙转换电源(14)的输出端与低压电源管理器(15)的输入端相连接，低压电源管 理器(15)的输出端与内置程序的MCU微处理器及外围电路(16)相连接，低压电源管理器(15)的输出端与感应背光显示控制电路(17)相连接，低压电源管理器(15)的输出端与射 频接收模块(19)相连接，内置程序的MCU微处理器及外围电路(16)的输出端与负载开关 控制单元(12)的输入端相连接，内置程序的MCU微处理器及外围电路(16)的输入输出端 与负载过流过压保护电路(13)的输入输出端相连接，内置程序的MCU微处理器及外围电路(16)的输入输出端与感应背光显示控制电路(17)的输入输出端相连接，电容感应触摸控制 器(18)的输出端与内置程序的MCU微处理器及外围电路(16)的输入端相连接，射频接收模 块(19)的输出端与内置程序的MCU微处理器及外围电路(16)的输入端相连接，负载过流过 压保护电路(13)的输出端与负载开关控制单元(12)的输入端相连接，负载开关控制单元 (12)的输出端与负载单火线接入器(11)的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的能背光显示可触控遥控的无触点单火线电子防爆开关，其特 征在于负载开关控制单元(12)接受和执行内置程序的MCU微处理器及外围电路(16)的指 令，实现单火线对相应通道负载的通断控制，而内置程序的MCU微处理器及外围电路(16) 的指令又受控于电容感应触摸控制器(18)及射频接收模块(19)。
3.根据权利要求1所述的能背光显示可触控遥控的无触点单火线电子防爆开关，其 特征在于低压电源管理器(15)为所有单元和电路提供工作电源，包括负载开关控制单元 (12)、负载过流过压保护电路(13)、内置程序的MCU微处理器及外围电路(16)、感应背光显 示控制电路(17 )、射频接收模块(19 )。
4.根据权利要求1所述的能背光显示可触控遥控的无触点单火线电子防爆开关，其特 征在于射频接收模块(19)采用低功耗方式，选用315M、433M或915M载波频率。
5.根据权利要求1所述的能背光显示可触控遥控的无触点单火线电子防爆开关，其特 征在于感应背光显示控制电路(17)采用感应显示或状态切换显示。
6.根据权利要求1所述的能背光显示可触控遥控的无触点单火线电子防爆开关，其特 征在于电容感应触摸控制(18)对负载的通断采用的是触摸方式，感应触摸点制作在PCB 板上或用金属材料制成。
专利摘要本实用新型涉及一种能背光显示可触控遥控的无触点单火线电子防爆开关，负载单火线接入器与单火极微功耗无缝隙转换电源相连，单火极微功耗无缝隙转换电源与低压电源管理器相连，低压电源管理器与内置程序的MCU微处理器及外围电路、感应背光显示控制电路和射频接收模块相连，内置程序的MCU微处理器及外围电路与负载开关控制单元、负载过流过压保护电路、感应背光显示控制电路、电容感应触摸控制器和射频接收模块相连，负载过流过压保护电路通过负载开关控制单元相连与负载单火线接入器相连，具有安全可靠地、减轻劳动强度、负载开闭状态能直接在开关面板上显示、节省材料和安装费用、功能齐全的优点。
文档编号G05B19/04GK201909968SQ20112002205
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月24日 优先权日2011年1月24日
发明者李喜通 申请人:朱肖肖, 李喜通