一种基于过流保护电路的智能控制系统的制作方法

本发明涉及一种节能控制系统，具体涉及的是一种基于过流保护电路的智能控制系统。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高，对生活环境的要求也越来越高，人们为了使卫生间的空气质量更好，便采用换气扇了来改善卫生间的空气质量，同时在夜里会通过照明灯来提高卫生间内的亮度。目前人们多采用两个独立的机械开关来对分别对换气扇和照明灯的开启与关闭进行控制，且在使用时需要人们通过两次手动操作才能完成对照明灯和换气扇的开启或关闭。然而，人们在使用时往往会在开启照明灯后忘记开启换气扇，使卫生间的空气中的异味不能及时的被排出，从而不能很好的改善卫生间的空气质量，严重的影响了人们的身体健康。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的卫生间的照明灯和换气扇多采用两个独立的机械开关来对分别对换气扇和照明灯的开启与关闭进行控制，且在使用时需要人们通过两次手动操作才能完成对照明灯和换气扇的开启或关闭的缺陷，提供一种能对照明灯和换气扇进行自动开启和关闭的控制系统。

本发明通过以下技术方案来实现：一种基于过流保护电路的智能控制系统，主要由时基集成芯片U3，二极管整流器U1，三极管VT2，正极与二极管整流器U1的B输入端相连接、负极与二极管整流器U1的A输入端共同形成控制系统的输入端的极性电容C6，一端与极性电容C6的正极相连接、另一端与极性电容C6的负极相连接的电阻R9，正极与时基集成芯片U3的THOLD管脚相连接、负极经电阻R4后与三极管VT2的基极相连接的极性电容C2，一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端与时基集成芯片U2的CVOLT管脚相连接的可调电阻R5，一端与时基集成芯片U2的CVOLT管脚相连接、另一端与三极管VT2的集电极相连接的电阻R6，正极与场三极管VT2的集电极相连接、负极顺次经继电器K和电阻R7后与时基集成芯片U2的OUT管脚相连接的极性电容C4，N极与继电器K与电阻R7的连接点相连接、P极与极性电容C4的负极相连接的二极管D3，与二极管整流器U1的A输入端相连接的过流保护电路，分别与时基集成芯片U3的VCC管脚和二极管整流器U1的正极输出端以及负极输出端相连接的三端稳压电路，分别与时基集成芯片U3和三极管VT2的集电极相连接的磁控电路，以及与二极管整流器U1的A输入端相连接的双控电路组成。

所述时基集成芯片U2的THOLD管脚分别与DISCHG管脚和VCC管脚相连接；所述时基集成芯片U2的RESET管脚与VCC管脚相连接、其GND管脚接地；所述磁控电路分别与时基集成芯片U2的THOLD管脚和DIS管脚以及VCC管脚相连接；所述继电器K的常开触点K-2的其中一端与极性电容C6的负极相连接、另一端与过流保护电路的输出端共同形成控制系统的第一输出端；所述继电器K的常开触点K-1的其中一端与极性电容C6的负极相连接、其另一端与双控电路的输出端共同形成控制系统的第二输出端。

所述过流保护电路由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，三极管VT6，三极管VT7，正极经电阻R12后与三极管VT4的发射极相连接、负极与三极管VT4的基极相连接的极性电容C9，P极与极性电容C9的正极相连接、N极与三极管VT3的集电极相连接的二极管D5，P极经电阻R13后与三极管VT4的发射极相连接、N极与三极管VT6的集电极相连接的二极管D6，一端与三极管VT6的基极相连接、另一端与三极管VT4的集电极相连接的电阻R14，正极与三极管VT5的基极相连接、负极与三极管VT7的基极相连接的极性电容C10，一端与三极管VT3的基极相连接、另一端与三极管VT7的基极相连接的电阻R15，正极与三极管VT5的发射极相连接后接地、负极与三极管VT6的发射极相连接的极性电容C11，一端与三极管VT6的发射极相连接、另一端接地的电阻R17，一端与三极管VT3的基极相连接、另一端接地的电阻R16，以及正极与三极管VT7的基极相连接、负极与三极管VT7的发射极相连接后接地的极性电容C12组成；所述三极管VT4的集电极还与三极管VT5的基极相连接；所述三极管VT5的集电极与三极管VT6的基极相连接；所述三极管VT6的发射极还与三极管VT7的集电极相连接；所述极性电容C12的负极还与极性电容C10的负极相连接；所述三极管VT3的发射极接地；所述极性电容C11的负极作为过流保护电路的输出端。

所述三端稳压电路由稳压芯片U3，负极与稳压芯片U2的GND管脚相连接、正极经电阻R8后与稳压芯片U2的VDD管脚相连接的极性电容C5，以及N极与稳压芯片U2的OUT管脚相连接、P极与极性电容C5的负极相连接的稳压二极管D2组成；所述稳压二极管D2的N极与时基集成芯片U3的VCC管脚相连接；所述极性电容C5的负极与二极管整流器U1的负极输出端相连接后接地；所述稳压芯片U2的VDD管脚与二极管整流器U1的正极输出端相连接。

所述磁控电路由磁开关CK，场效应管MOS，三极管VT1，一端与场效应管MOS的栅极相连接、另一端与磁开关CK的其中一端相连接的电阻R1，P极与三极管VT1的发射极相连接、N极经电阻R2后与场效应管MOS的源极相连接的二极管D1，正极与三极管VT1的基极相连接、负极与时基集成芯片U2的DISCHG管脚相连接的极性电容C1，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端与极性电容C1的负极相连接的电感L，以及正极与二极管D1的N极相连接、负极经电阻R3后与场效应管MOS的漏极相连接的极性电容C3组成；所述磁开关CK的另一端与三极管VT1的集电极相连接；所述二极管D1的N极与时基集成芯片U2的TRIG管脚相连接；所述场效应管MOS的漏极与三极管VT2的集电极相连接后接地。

所述双控电路由双向晶闸管V，N极与双向晶闸管V的控制端相连接、P极经光敏电阻RG后与二极管整流器U1的A输入端相连接的二极管D4，正极与二极管D4的P极相连接、负极与双向晶闸管V的第一阳极相连接的极性电容C8，以及负极经可调电阻R11后与二极管D4的P极相连接、正极经电阻R10后与双向晶闸管V的第二阳极相连接的极性电容C7组成；所述极性电容C7的正极与继电器K的常开触点K-1共同形成控制系统的第二输出端；所述极性电容C8的负极还与二极管整流器U1的A输入端相连接。

为确保本发明的实际使用效果，所述磁开关CK为由常开型干簧管AG和永久性磁铁ZT组成的磁开关，所述常开型干簧管AG的其中一端与经电阻R1后与场效应管MOS的栅极相连接、另一端与三极管VT1的集电极相连接；所述稳压芯片U2为W7800集成芯片；所述时基集成芯片U3为NE555集成芯片。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明能通过磁开关CK与外围电路相结合对照明灯LM和换气扇MAC的开启与关闭进行控制，并且本发明能对输入电压进行稳压处理，使输入的电压更稳定，很好的提高了本发明的稳定性，从而确保了本发明能很好的控制照明灯LM和换气扇MAC进行自动开启与关闭，能很好的改善卫生间的空气质量，严重的影响了人们的身体健康。

(2)本发明能输出电压中产生的瞬间高电压进行消除或抑制，能有效的防止了本发明的后端电子元件和负载被高电压损坏，从而确保了本发明的输出电压的稳定性和可靠性。

(3)本发明的时基集成芯片U3优先采用了NE555集成芯片来实现，该芯片与外围电路相结合，能有效的提高本发明对照明灯LM和换气扇MAC的自动开启与关闭的控制效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的过流保护电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本发明的一种基于过流保护电路的智能控制系统，主要由时基集成芯片U3，二极管整流器U1，三极管VT2，电阻R4，可调电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R9，极性电容C2，极性电容C4，极性电容C6，二极管D3，继电器K。稳压芯片U3，电阻R8，极性电容C5，稳压二极管D2，过流保护电路，磁控电路，三端稳压电路，以及双控电路组成。

为了本发明的实际使用效果，所述的所述时基集成芯片U3则优先采用了NE555集成芯片来实现；二极管整流器U1为4只1N4001二极管形成的二极管整流器；三极管VT2为3DG06三极管，电阻R4的阻值为10kΩ，可调电阻R5的阻值调节范围为1～15kΩ，电阻R6的阻值为20kΩ，电阻R7的阻值为15kΩ，电阻R9的阻值为100kΩ；极性电容C2的容值为100μF，极性电容C4的容值为4.7μF，极性电容C6的容值2.2μF；二极管D3为1N4006二极管；继电器K为JQX-15F型24V/30A继电器。

连接时，极性电容C6的正极与二极管整流器U1的B输入端相连接，负极与二极管整流器U1的A输入端共同形成控制系统的输入端与市电相连接。电阻R9一端与极性电容C6的正极相连接，另一端与极性电容C6的负极相连接。极性电容C2的正极与时基集成芯片U3的THOLD管脚相连接，负极经电阻R4后与三极管VT2的基极相连接。可调电阻R5的一端与三极管VT2的发射极相连接，另一端与时基集成芯片U2的CVOLT管脚相连接。

同时，电阻R6的一端与时基集成芯片U2的CVOLT管脚相连接，另一端与三极管VT2的集电极相连接。极性电容C4的正极与场三极管VT2的集电极相连接，负极顺次经继电器K和电阻R7后与时基集成芯片U2的OUT管脚相连接。二极管D3的N极与继电器K与电阻R7的连接点相连接，P极与极性电容C4的负极相连接。三端稳压电路分别与时基集成芯片U3的VCC管脚和二极管整流器U1的正极输出端以及负极输出端相连接。磁控电路分别与时基集成芯片U3和三极管VT2的集电极相连接。过流保护电路与二极管整流器U1的A输入端相连接。双控电路与二极管整流器U1的A输入端相连接。

所述时基集成芯片U2的THOLD管脚分别与DISCHG管脚和VCC管脚相连接；所述时基集成芯片U2的RESET管脚与VCC管脚相连接、其GND管脚接地；所述磁控电路分别与时基集成芯片U2的THOLD管脚和DIS管脚以及VCC管脚相连接；所述继电器K的常开触点K-2的其中一端与极性电容C6的负极相连接、另一端与过流保护电路的输出端共同形成控制系统的第一输出端并与换气扇MAC相连接；所述继电器K的常开触点K-1的其中一端与极性电容C6的负极相连接、其另一端与双控电路的输出端共同形成控制系统的第二输出端并与照明灯LM相连接。

其中，所述时基集成芯片U3，三极管VT2，电阻R4，可调电阻R5，电阻R6，电阻R7，极性电容C2，极性电容C4，二极管D3和继电器K形成了单稳态延时电路。该单稳态延时电路能通过时基集成芯片U3输出的高低电平的转换来控制电路中的继电器K的闭合与断开，从而对双控电路的电压输出进行控制。同时，二极管整流器U1、电阻R9和极性电容C6形成整流滤波电路，该整流滤波电路二极管整流器U1和电阻R9以及极性电容C6形成了整流滤波电路，输入的市电时，二极管整流器U1对输入的市电进行整流使市电转换为直流电压，极性电容C6和电阻R9则对该直流电压进行降压限流得到12V的直流电压，该电压作为控制系统的工作电压。

进一步地，所述的三端稳压电路由稳压芯片U2，稳压二极管D2，电阻R8，以及极性电容C5组成。

连接时，极性电容C5的负极与稳压芯片U2的GND管脚相连接，正极经电阻R8后与稳压芯片U2的VDD管脚相连接。稳压二极管D2的N极与稳压芯片U2的OUT管脚相连接，P极与极性电容C5的负极相连接。所述稳压二极管D2的N极与时基集成芯片U3的VCC管脚相连接；所述极性电容C5的负极与二极管整流器U1的负极输出端相连接后接地；所述稳压芯片U2的VDD管脚与二极管整流器U1的正极输出端相连接。该三端稳压电路对整流滤波电路输出的12V直流电压进行稳压和稳流后为后部电路提供稳定的直流工作电压。

为了确保本发明的实际使用效果，所述稳压芯片U2则优先采用了W7800集成芯片来实现；同时，电阻R8的阻值为400kΩ，极性电容C5的容值为100μF；而稳压二极管D2则为1N4011二极管。

更进一步地，所述磁控电路由磁开关CK，场效应管MOS，三极管VT1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，极性电容C1，极性电容C3，电感L，以及二极管D1组成。

连接时，电阻R1的一端与场效应管MOS的栅极相连接，另一端与磁开关CK的其中一端相连接。二极管D1的P极与三极管VT1的发射极相连接，N极经电阻R2后与场效应管MOS的源极相连接。极性电容C1的正极与三极管VT1的基极相连接，负极与时基集成芯片U2的DISCHG管脚相连接。电感L的一端与三极管VT1的集电极相连接，另一端与极性电容C1的负极相连接。极性电容C3的正极与二极管D1的N极相连接，负极经电阻R3后与场效应管MOS的漏极相连接。

所述磁开关CK的另一端与三极管VT1的集电极相连接；所述二极管D1的N极与时基集成芯片U2的TRIG管脚相连接；所述场效应管MOS的漏极与三极管VT2的集电极相连接后接地。

其中，该电路的磁开关CK为由常开型干簧管AG和永久性磁铁ZT组成的磁开关来实现，所述常开型干簧管AG的其中一端通经电阻R1后与场效应管MOS的栅极电连接、另一端与三极管VT1的集电极电连接；而永久性磁铁ZT则设置在卫生间的门板边缘处，常开型干簧管AG则设置在与永久性磁铁ZT相对应的门框上。实施时，在卫生间的门为开启时，磁开关CK的永久磁铁ZT与常开型干簧管AG的距离变远，常开型干簧管AG不受永久性磁铁ZT的磁力作用，常开型干簧管AG内的丙触片为断开状态，磁控电路不输出电压；当门关闭后，磁开关CK的永久磁铁ZT与常开型干簧管AG的距离变近，常开型干簧管AG在永久性磁铁ZT的磁力作用下，常开型干簧管AG内的丙触片闭合，使磁控电路输出电压。

为了确保本发明的实际使用效果，所述是场效应管MOS为IRFP260场效应管，三极管VT1为3DG130三极管，电阻R1为18.5kΩ，电阻R2的阻值为12kΩ，电阻R3的阻值为2kΩ；极性电容C1的容值为0.47μF，极性电容C3的容值为10μF；电感L为100μP磁芯电感L；二极管D1为1N4008二极管。

再进一步地，所述所述双控电路由双向晶闸管V，电阻R10，可调电阻R11，光敏电阻RG，极性电容C7，极性电容C8，以及二极管D4组成。

连接时，二极管D4的N极与双向晶闸管V的控制端相连接，P极经光敏电阻RG后与二极管整流器U1的A输入端相连接。极性电容C8的正极与二极管D4的P极相连接，负极与双向晶闸管V的第一阳极相连接。极性电容C7的负极经可调电阻R11后与二极管D4的P极相连接，正极经电阻R10后与双向晶闸管V的第二阳极相连接。

所述极性电容C7的正极与继电器K的常开触点K-1共同形成控制系统的第二输出端并与照明灯LM相连接；所述极性电容C8的负极还与二极管整流器U1的A输入端相连接。该双控电路用于对照明灯LM的开启与关闭进行控制。

为了本发明的实际使用效果，所述的双向晶闸管V则优先采用了BTB06TO-220双向晶闸管来实现，电阻R10的阻值为51Ω，可调电阻R11的阻值的调节范围为1～10kΩ，光敏电阻RG为CdS光敏电阻，极性电容C7容值为47μF/16V，极性电容C8的为移相电容其容值为100μF/50V；二极管D4为1N4002的开关二极管。

如图2所示，所述过流保护电路由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，三极管VT6，三极管VT7，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，极性电容C9，极性电容C10，极性电容C11，极性电容C12，二极管D5，以及二极管D6组成。

连接时，极性电容C9的正极经电阻R12后与三极管VT4的发射极相连接，负极与三极管VT4的基极相连接。二极管D5的P极与极性电容C9的正极相连接，N极与三极管VT3的集电极相连接。二极管D6的P极经电阻R13后与三极管VT4的发射极相连接，N极与三极管VT6的集电极相连接。电阻R14的一端与三极管VT6的基极相连接，另一端与三极管VT4的集电极相连接。极性电容C10的正极与三极管VT5的基极相连接，负极与三极管VT7的基极相连接。

同时，电阻R15的一端与三极管VT3的基极相连接，另一端与三极管VT7的基极相连接。极性电容C11的正极与三极管VT5的发射极相连接后接地，负极与三极管VT6的发射极相连接。电阻R17的一端与三极管VT6的发射极相连接，另一端接地。电阻R16的一端与三极管VT3的基极相连接，另一端接地。极性电容C12的正极与三极管VT7的基极相连接，负极与三极管VT7的发射极相连接后接地。

所述三极管VT4的集电极还与三极管VT5的基极相连接；所述三极管VT5的集电极与三极管VT6的基极相连接；所述三极管VT6的发射极还与三极管VT7的集电极相连接；所述极性电容C12的负极还与极性电容C10的负极相连接；所述三极管VT3的发射极接地；所述极性电容C11的负极作为过流保护电路的输出端。

为了本发明的实际使用效果，所述的三极管VT3～VT7均有效采用了3DG12C三极管；电阻R12的阻值为510KΩ，电阻R13、电阻R14和电阻R16的阻值均为200KΩ，电阻R15的阻值为10KΩ，电阻R17的阻值为2KΩ；极性电容C9的容值为0.47μF/25V，极性电容C10的容值为0.1μF/400V，极性电容C11和极性电容C12的容值为220μF/16V；二极管D5和二极管D6均为1N4014二极管。

工作时，当有人进入卫生间，门关闭后，磁开关CK的永久磁铁ZT与常开型干簧管AG的距离变近，常开型干簧管AG在永久性磁铁ZT的磁力作用下，常开型干簧管AG内的丙触片闭合，此时场效应管MOS得到偏流而导通。场效应管MOS导通后，三极管VT1得电导通，使时基集成芯片U2的TRIG管脚变为低电平，时基集成芯片U2处于触发置位，此时时基集成芯片U2的OUT管脚由原来的低电平跳变为高电平，继电器K励磁吸合。继电器K吸合后，其常开触点K-1闭合，换气扇MAC通电工作，开始排气。与此同时，继电器K的另一组常开触点K-2也闭合，照明灯LM通电点亮，即通过调节可调电阻R11的阻值可对照明灯LM的亮度进行调节。当人离开卫生间门被开启时，磁开关CK的永久磁铁ZT与常闭型干簧管AG的距离过远，由于AG内丙触片不受ZT的磁力作用，导致AG内丙触片断开，三极管VT1无偏流而截止，此时，单稳态延时电路的时基集成芯片U2的TRIG管脚呈高电平，故时基集成芯片U2处于复位状态，时基集成芯片U2的OUT管脚输出低电平，极性电容C4开始放电，使继电器K上的电压能保持一段时间，换气扇MAC和照明灯LM仍然保持工作状态；极性电容C4的放电结束后，继电器K无电流通过，其常开触点K-1和常开触点K-2均断开，双控电路不得电，双控电路不工作，换气扇MAC和照明灯LM均失电，即换气扇MAC和照明灯LM均被关闭。本发明的换气扇MAC和照明灯LM延时工作的时间是由极性电容C4的容值来决定的，本发明采用的极性电容C4的容值能使换气扇MAC和照明灯LM延时工作10分钟；本发明的延时工作结束后则自动恢复到初始状态。

其中，本发明为了能对输出电压中产生的瞬间高电压进行消除或抑制，能有效的防止本发明的后端电子元件和负载被高电压损坏，在作为本发明的输出端的二极管整流器U1的A输入端上设置了过流保护电路，该电路在输出电压产生高电压时，三极管VT6的电流增高，电阻R17上的电压迅速上升，即三极管VT7的发射极上的电压也迅速上升，当三极管VT7的发射极的电压上升到0.7V时，三极管VT7饱和导通，将电阻R17上的电压加到三极管VT5的基极，使三极管VT5导通，三极管VT4截止，使电路停止输出电流，从而实现过流保护的作用，能有效的防止本发明的后端电子元件和负载被高电压损坏，并确保了本发明输出电压的稳定性和可靠性。

如果在有人进入卫生间而其内的亮度足够亮时，由于有较强的光线照射在光敏电阻RG上，使光敏电阻RG的内阻变小，极性电容C8两端的电压不足以使开关二极管D4导通，此时双向晶闸管V无触发电流而阻断，照明灯LM不会点亮。夜晚由于没有阳光照射在光敏电阻RG上，因而光敏电阻RG的内阻变得很大，相当于开路，此时二极管D4导通，双向晶闸管V导通，照明灯H点亮。

本发明通过磁开关CK与外围电路相结合对照明灯LM和换气扇MAC的开启与关闭进行控制，并且本发明对输入电压进行稳压处理，使输入的电压更稳定，很好的提高了本发明的稳定性，从而确保了本发明能很好的控制照明灯LM和换气扇MAC进行自动开启与关闭，能很好的改善卫生间的空气质量，严重的影响了人们的身体健康。本发明的时基集成芯片U3优先采用了NE555集成芯片来实现，该芯片与外围电路相结合，能有效的提高本发明对照明灯LM和换气扇MAC的自动开启与关闭的控制效果。

如上所述，便可以很好的实现本发明。