专利名称：吸顶式远红外及灯头式声光控双模式控制延时开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电学领域，是一种用于普通民用照明的电源自动控制开关。
发明背景现有的普通的远红外控制或声光控照明开关都是一种单稳态的自动延时开关，属单一控制模式，只能自动工作无法进行手动随意控制。它在使用上受限于其功能，如果在某些地方使用将带来一些不便，比如说有的使用场所在某些情况之下，不宜于让灯忽亮忽灭，需要做人工的随意控制，而在另一时间，可能需要它自动控制才觉方便。当需要维持持续照明或者想让它完全关闭，一般的自动控制开关无法做到。所以，在手动随意控制和自动控制之间有个取舍的两难，照顾了这一个就无法照顾另一个。有的墙体式自动控制开关采用在面板上安装切换开关的办法给予它手动/自动的切换功能，但是对于吸顶式或者灯头式的自动开关就没有办法了，它的安装被置于屋顶，因为距离太大，难于接触得到，所以在吸顶式自动开关上加切换开关的办法不可行。市场所见的产品，均未见有在吸顶式自动开关上加有手控和自控转换功能，将之结合于一起的的产品，检索此前的中国专利，也未见有类似的设计。
发明内容
为了克服现有的吸顶式或者灯头式自动控制开关不足，本实用新型的目的是提供一种新型的吸顶式或者灯头式自动控制开关，它能方便地使开关即有自动控制的功能又可以人工操作。
如前所述，在用户实际使用当中可能产生一种要求——应有一种自主控制和自动控制兼备的吸顶式或者灯头式的自动开关产品满足使用者的需要。而对于需要吸顶安装的控制开关如何能方便的进行人为的随意控制？看似一个没法解决的问题，但是本实用新型采用了一种非常巧妙的办法来达到这一要求。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是它给出一种全新类型的照明控制开关，做成的实际产品是吸顶式或灯头式的，将本开关安装在受控灯具旁边的屋顶。仅将此开关串连接入原来的灯和开关的回路，不需改动原来墙上的开关和墙内的导线，就可以用原墙上开关对本自动开关进行工作模式的自动转换和随意控制开/关灯。它兼普通电源控制开关和自动感应延时开关为一体，有双重控制功能，两种控制模式可以随意方便的相互转换。
这个功能是这样实现的用原有的墙上机械开关来控制灯的开——关——自动三种工作状态的转换。开关的控制方法是，打开原来开关电源开启，灯长亮，关闭它电源关断，如此循环。当快速来回重复按键打开开关后开关就转为远红外(或声光控)感应启动的自动延时工作状态。它在探测范围内探测到有人体活动(或有声响)时自动打开电源，在延时时间完了，照明灯自动熄灭。在此基本上再次关闭开关，过数秒后开关回到手动控制模式，如此循环。本实用新型通过内部电路设计，使之能够对手工开闭原墙体机械开关所产生的电脉冲进行识别，让整个开关电路在手动/自动两种工作模式之间互相转换。它还有一个或者几个发光二极管指示灯提示开关当前工作模式，帮助用户对开关三种工作状态——常开、常关和自动控制时的状态做出辨别。
本实用新型的有益效果是它给出一种全新设计的吸顶式(或灯头式)安装的双模式控制远红外或者声光控开关的应用设计方法，相对于以往一般类型产品的吸顶式或者灯头式自动控制开关它完全不同，可以做到手控自控功能兼备，想开想关随意。这种开关是采用原有照明线路中的普通机械触点开关遥控改变工作模式的，也用它直接开闭电源。即能满足用户使用中多样化的要求，又方便环保，节省能源。不必对原有照明线路做出多大改变，完全不变动原有的墙内导线，所以安装和使用均极为方便。它非常简便易行，对使用场所的适应性非常强，能满足使用者更多样性的需要。它的使用范围比起其他各种单模式控制的自动开关适用于更加宽广的场合，对以往延时节能开关未涉足的场合，都可以采用这种新型开关。
附图1是本实用新型的实施例1的电路图；附图2是本实用新型的实施例2的电路图；附图3是本实用新型的实施例3的电路图；附图4是本实用新型的实施例4的电路图；附图5是本实用新型的实施例5的电路图；实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
本实用新型同传统的吸顶式或者灯头式自动开关的不同点在于它具有一个对电源开闭做出反应的特殊电路能对原来照明电路已有的墙上机械开关所产生的电脉冲进行识别，并且有一个转换电路切换开关的手控/自动控制两种工作状态。
在附图1所示的实施例中，IC1A~IC1C是一块运放IC，它们和周围元件一起组成一个低通放大电路，将红外传感头拾得的人体红外信号加以放大，这是个典型的远红外信号放大处理电路，并无特殊。IC2A是一个与非门电路，它实际起到或非逻辑关系的作用。只要其两个输入端的任何一个有低电位输入，它均产生正输出，从而可以推动后级的可控硅开关开闭电源。IC3是一个双稳态触发器，受三极管N2输出的触发改变两个稳态。当双稳态触发器IC3的Q-端为正时，它可以抬高运放IC1C负输入端的电位，为IC1C的翻转创造条件。当前级放大器IC1B有传感信号时，IC1C有负电位输出产生拉电流，将C10上储存的电荷放掉，IC2A一个输入端变负，输出高电位触发可控硅，灯亮。然后由于R13给C10缓慢充电，经一个固定时间段结束延时状态，灯灭。当IC3的Q+端有正输出时，Q-端是低电位，IC2A的另一个输入端是低电位，IC2A即产生正输出，可控硅导通。所以改变IC3的两个稳态就可以实现开关的“常开”和“感应自动开，延时自动关”的转换。
IC3的状态转换是受控于N2的，当反复开关原照明电路墙上的开关钮时，N2的基极被反复加脉冲，N2的集电极不断给IC3的时钟控制端输入脉冲，IC3的输出状态就反复转换。但是当隔一段才打开开关时，由于这时IC3已经完全失电，C14、R19将使IC3首先呈复位状态。按附图1的连法，本开关的第一状态是自控状态。按此原理也可以改变一下连接方法，令本双模式开关的第一状态是手控状态，第一次打开开关时灯常明。只有快速关闭后再打开时，开关才跳变到红外感应的自控状态。IC2B是一个可控的无稳态振荡电路，当IC2A有正输出时，它产生振荡，使两个发光二极管之一发生闪烁。所以本电路可以用两只(或儿只)普通发光二极管或一只或更多双色发光管表达出三种开关工作状态常开、自控关和自控开，非常便于使用者识别，这给正确使用判断开关所处的工作状态带来了方便。
在附图1所示的实施例中，整个电路的构成如下1、信号传感、放大电路(由红外传感器、运放IC1A、IC1B、IC1C及周边元件组成)；2、逻辑处理、延时和可控硅(或继电器)驱动电路(R13、C10、IC2A、R15等)；3、工作模式转换电路(N2、IC3及周边元件组成)；4、开关状态和工作模式显示电路(IC2B、C11、R14、R21、N1、LED1、LED2等)；5、可控硅或继电器功率开关电路(SCR、D5)；6、自身工作电源供给电路(C15、R22、D4、D3、DW2、DW1、C3等。
附图2是本实用新型的实施例2电路图的一个部分，为声光控制形式。(只画出声控电路一个部分。其他电路部分同附图1实施例相同。)附图2是一个普通的声控电路，可以用它来替换附图1中的远红外信号放大电路，去掉附图1中A点左侧的红外信号处理电路，代之以附图2的声控电路，就组成一个吸顶式(或灯头式)安装的声控双模式延时开关。这是本实用新型的实施例2。
附图3是本实用新型的实施例3，它也是一个吸顶式远红外双模式控制延时开关的电路。
与附图1比较所不同的是它以继电器为功率开关触点，在逻辑处理、延时和可控硅(或继电器)驱动电路，开关状态和工作模式显示电路上略有不同。信号传感、放大电路，工作模式转换电路基本相同。
附图4和附图5也是一种同类开关，但是它们和灯口的连接只需要两条线，而不是像附图1和附图3那样的需要三条线，所以对用户来说产品的安装更简单方便。
附图4是本实用新型的实施例4，大部与附图1比较相似，所不同的仅是它选用双向可控硅作为功率开关元件。
附图5是本实用新型的实施例5，它与附图1比较相差比较大。下面介绍附图5所示的电路附图5虚线的下半部(图5b)是一个普通的远红外感应放大器，其工作模式转换电路(5b)由N2、IC3A及周围元件组成，由它识别电源通断所产生的脉冲，每通断一次IC3A的状态就翻转一次。IC3B及周围元件是逻辑处理、延时和可控硅驱动电路，当IC3A的Q+端有正输出时IC3B被强制置位，有输出推动后级可控硅开关打开，此时开关处于长开状态。IC3A的Q-端有正输出时，将IC3B临时复位，由于IC3B被连接成单稳态形式，所以前级的信号传感、放大电路(在图5中它是远红外感应放大电路，它可以被声光控电路所取代)的输出可触发其进入暂稳态，有一段时间输出之后，自动复位。其延时时间决定于R23、C21。RG是光敏电组，当环境光强到一定时可限制其进入暂稳态。S1、Z2、R27、R26、D9、C22等组成自身工作电源供给电路。本开关是单线制开关，所以需要一个特殊的自身工作电源供给电路为其在开关导通的状态下提供满足自身工作条件的电源供给。
本实用新型的具有如下特点一、它在照明电路中不改变原来的墙体内走线，原电源控制开关仍然发挥主控作用。本自动开关产品以吸顶式或者灯头式安装形式和照明灯相连接，装在受控灯的附近的屋顶或者本身作为灯座(声控型)。
二、快速开闭原机械式电源控制开关，可以改变本开关的工作模式，在手动控制模式和自动控制模式间发生转换。手动模式打开时灯亮，自动模式打开时随控制形式可自动感应启动，人来灯亮，人走灯熄。关闭原电源控制开关即可彻底关掉电源。
三、有可清晰看到的的开关工作模式指示灯提示当前工作状态，处于自动工作模式时相应的指示灯点亮。
各实施例中均有如下组成由1、信号传感、放大电路(附图1中的远红外传感器、IC1A~IC1C运放IC和周围元件一起组成的电路)；2、逻辑处理、延时和可控硅(或继电器)驱动电路(附图1中的IC2A、R13、C10等；3、工作模式转换电路(附图1中的IC3、N2和周围元件)；4、开关状态显示电路(附图1中的IC2B、R14、C11、N1、LED1、LED2等)；5、可控硅功率开关电路；6、自身工作电源供给电路几个部分组成。
1、其信号传感、放大电路可以是一个普通的远红外传感、信号放大电路，也可以是一个声控、声光双控信号放大电路；2、其逻辑处理、延时和可控硅(或继电器)驱动电路可以由D触发器或与非门电路组成，也可以由J-K触发器和或非门电路组成；3、其工作模式转换电路是一个双稳态触发器，时钟输入端连接一个三极管，此三极管通过一只限流电阻直接连接在整流管之前，和电源滤波电容之间有整流管相隔，其输出端和逻辑处理、延时电路以及开关工作状态显示电路相连接，该双稳态触发器可以由D触发器组成，也可以由J-K触发器组成；4、其开关状态显示电路由发光二极管和驱动它们的可控振荡器组成，可控振荡器可以是一个门电路构成的振荡电路，也可以是D触发器、J-K触发器或三极管分立元件构成的振荡电路，可以采用两个独立的发光二极管提供状态显示，也可以采用一个双色发光二极管提供状态显示，或者以单色发光二极管只做自动工作模式的显示；5、可控硅或继电器功率开关电路可以是一个单向可控硅、双向可控硅或者是一个继电器。(如附图3中的J、N2、IC1B及周围元件，附图4中SCR、N3及周围元件，附图5中T1、S1及周围元件)；6、自身工作电源供给电路可以采用电阻降压、稳压二极管稳压的电路，也可以采用电容降压、稳压二极管稳压的电路。(附图1中C15、R22、DW2；附图3中C13、D4、Z1；附图5中S1、Z2、D9、R25、R26~R28等)。
在附图1所示的实施例中N2的基级连接C13、R17、R16，C13、R17的另外一级接地，R16直接连接到经过降压电阻、降压电容降压未经滤波的电源+端，R16连接R22和DW2、D4、D2的正极；N2的集电极连接IC3时钟输入端，IC3被连接成双稳触发器，Q+和Q-端与开关状态显示电路的发光管LED1、LED2直接或者间接相连；Q-端与信号传感、放大电路的B点相连；其工作模式转换电路的电源+端通过D3与总电源电路连接。开关状态显示电路IC2B连接IC2A的输出端，IC2B的输出端通过R21、N1、R20连接到发光管LED1、LED的负端。IC2B是一个可控振荡器。
在附图5所示的实施例中具有如下特点其工作模式转换电路由N2、IC3A及周围元件组成，N2的基级连接C15、R17、R18，C15、R17的另外一级接地，R18直接连接到经过降压电阻R25降压未经滤波的电源+端，R18连接R25和LED1的正极；N2的集电极连接IC3A的时钟输入端，IC3A被连接成双稳触发器，输出端Q+连接到其逻辑处理、延时和可控硅驱动电路的IC3B的置位端；输出端Q-通过由C17、R21组成的微分电路经由D4连接到1C3B的复位端；IC3B被连接成单稳态触发器，输出端Q+通过D8连接到可控硅SCR的控制极；输出端Q+连接R23、D7的负端，R23、D7的正端连接C21和D5正端，D5负端连接IC3B的复位端。
其可控硅功率开关电路和自身工作电源供给电路SCR的正极连接整流桥B1的正输出端，SCR的负极连接可控硅S1、Z2、D9的正极和R26，稳压管Z2的负极经过R27连接S1的控制极。D9的负极连接C22和D3的正极和R24，分别为各部分电路提供工作电源。其工作模式转换电路的电源+端通过D6与总电源电路相连接。
权利要求1.一种吸顶式远红外及灯头式声光控双模式控制延时开关，其特征在于其构成具有以下部分信号传感、放大电路；逻辑处理、延时和可控硅或继电器驱动电路，工作模式转换电路，开关状态和工作模式显示电路，可控硅或继电器功率开关电路，自身工作电源供给电路；其工作模式转换电路分别与信号传感、放大电路，逻辑处理、延时和可控硅或继电器驱动电路，开关状态和工作模式显示电路，可控硅或继电器功率开关电路和自身工作电源供给电路几个部分存在连接控制关系；与信号传感、放大电路的连接点为B点；与逻辑处理、延时和可控硅或继电器驱动电路的连接点为A点。
2.如权利要求1所述的开关其特征在于本开关的外观形式是吸顶或灯头式的，其接线端串连接入原来的灯和开关的回路，它有开关状态和工作模式显示灯可以指示当前开关所处工作状态，在照明电路中的连接方式是火线先连接到原来的墙上开关，墙上开关的另一端连接本开关的一端，本开关的另一端连接照明灯具，照明灯具的另一端接零线和本开关的第三个接线端，或者无连接零线的接线端。
3.如权利要求1所述的开关其特征在于信号传感、放大电路可以是一个远红外信号传感放大电路，也可以是一个声控或声光双控电路，其输出连接到逻辑处理、延时和可控硅或继电器驱动电路，并受到工作模式转换电路的控制；在实施例1中，信号传感、放大电路的输出端也就是IC1c的输出端通过D2连接到IC2a的输入端即A点；D01的负极和R11相连的B点连接到IC3的Q-端。
4.如权利要求1所述的开关其特征在于其逻辑处理、延时和可控硅或继电器驱动电路的输入端分别与信号传感、放大电路和工作模式转换电路的输出端相连接；在实施例1中IC2A的一个输入端连接A点，另一个输入端连接IC3的Q-端，IC2A的输出端经过串连起来的R15、D5连接可控硅功率开关电路的可控硅SCR的控制级。
5.如权利要求1所述的开关其特征在于其工作模式转换电路的输入端连接到开关自身工作电源电路，其输出端分别连接到逻辑处理、延时和可控硅或继电器驱动电路的输入端即A点和信号传感、放大电路的B点；在实施例1中N2的基级连接C13、R17、R16，C13、R17的另外一级接地，R16直接连接到经过降压电阻、降压电容降压未经滤波的电源+端，R16连接R22和DW2、D4、D2的正极；N2的集电极连接IC3时钟输入端，IC3A被连接成双稳触发器，Q+和Q-端与开关状态显示电路的发光管LED1、LED 2直接或者间接相连；Q-端与信号传感、放大电路的B点相连；其工作模式转换电路的电源+端通过D3与总电源电路连接；该部分电路使用的集成电路块可以由D触发器或与非门电路组成，也可以由J-K触发器和或非门电路构成的双稳态电路组成。
6.如权利要求1所述的开关其特征在于其开关状态显示电路的输入端连接到逻辑处理、延时和可控硅或继电器驱动电路的输出端，它的输出端连接开关工作状态显示的发光管，开关工作状态显示发光管的另外一端连接到工作模式转换电路的输出端；在实施例1中，开关状态显示电路的IC2B的输入端连接IC2A的输出端，IC2B的输出端通过R21、N1、R20连接到发光管LED1、LED的负端。
7.如权利要求1所述的开关其特征在于其功率开关电路的可控硅输入端连接到逻辑处理、延时和可控硅或继电器驱动电路的输出端，其输出端直接或者间接通过桥式整流电路连接市电电源和负载；在实施例5中SCR的正极连接整流桥B1的正输出端，SCR的负极连接自身工作电源供给电路的可控硅S1、Z2、D9的正极和R26。
8.如权利要求1所述的开关其特征在于其自身工作电源供给电路分别与功率开关电路和各部分电路的正负工作电源相连接；在实施例5中，可控硅S1的正极分别与功率开关电路的SCR的负极、Z2、D9的正极和R26相连，D9的负极连接C22和D3的正极和R24，分别为各部分电路提供工作电源。
专利摘要本实用新型是一种吸顶式远红外及灯头式声光控双模式控制延时开关，可用于对民用照明灯或其他用电器进行随意控制和自动控制双重工作模式的转换和手动开/闭。实际产品的外观形式和安装类型是吸顶式或者灯头式的。它的功能可兼普通开关和远红外或声光控延时自动开关为一体。安装时不用改动原来的墙内电路，运用原照明线路的墙上机械开关遥控操作。在实际应用当中对应用环境、使用条件有很强的适应性和特殊的方便性、灵活性。其特征在于它内部电路构成具有以下部分远红外(或声光控)信号传感、放大电路；逻辑处理、延时和可控硅(或继电器)驱动电路；工作模式转换电路；开关状态显示电路；可控硅或继电器功率开关电路；自身工作电源供给电路。
文档编号H03K17/28GK2831614SQ03200748
公开日2006年10月25日 申请日期2003年1月9日 优先权日2003年1月9日
发明者陈有毅 申请人:陈有毅