专利名称：一种节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关的制作方法
技术领域：
本实用新型公开一种电子开关，特别是一种节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关。
背景技术：
目前，市场上的交流电开关多数为机械按键式开关。存在机械磨损、以及开关时出现火花等问题，对于某些场合，如易燃、易爆、煤气泄漏房间等不适用。在此情形下，出现了电子式开关，开关过程中，不再出现火花等危险情况。然而，现有流行的单线制触摸开关由于自身功耗大，只能用于控制白炽灯为主。对电感式荧光灯、小功耗(小于5W) LED灯及其电感类负载(如小功耗电机)无法控制。同时， 现有电子开关的一个开关盒上无法实际多路控制，其触摸方式为金属接触式，缺乏安全感。
发明内容针对上述提到的现有技术中的机械按键式开关存在安全隐患的缺点，本实用新型提供一种新的节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关，其利用触摸感应模块直接驱动开关驱动模块动作，由开关驱动模块控制导通负载的供电回路，结构简单，控制方便。本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是一种节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关，触摸开关包括触摸感应模块、电源模块和开关驱动模块，触摸感应模块用于接收电容式触摸开关输入的触摸感应信号，并根据触摸感应信号控制开关驱动模块动作，以导通负载的供电回路，电源模块给触摸感应模块供电。本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括所述的触摸感应模块设有一个以上电容式触摸开关接口。所述的开关驱动模块设有一个以上，触摸感应模块分别输出控制信号控制各个开关驱动模块。所述的触摸感应模块采用触摸感应芯片。所述的电源模块包括整流桥、变压器、开关管、RC振荡单元和稳压芯片，外接交流电源经整流桥整流后输入变压器的初级线圈一端，开关管连接在变压器的初级线圈另一端和地之间，RC振荡单元连接在开关管的控制端上，变压器次级线圈输出给稳压芯片，经稳压芯片稳压后输出给触摸感应模块供电。所述的电源模块还包括反馈单元，反馈单元包括光耦和稳压二极管，稳压二极管连接在变压器次级线圈上，采样变压器次级线圈的输出电压，并将采样结果输出给光耦内的发光二极管，光耦内的光敏三极管输出至开关管的控制端上，控制开关管的通断。所述的开关驱动模块包括双向可控硅和光耦，触摸感应模块输出控制信号给光耦，经光耦输出控制双向可控硅的通断，双向可控硅控制导通负载的供电回路。所述的触摸开关还包括馈电单元，馈电单元包括稳压二极管和整流单元，稳压二极管连接在双向可控硅的控制端上，稳压二极管输出给整流单元，经整流单元整流后输出给电源模块。所述的触摸开关还包括状态指示模块，状态指示模块连接在触摸感应模块的输出端上。本实用新型的有益效果是本实用新型可以带动各种负载，负载范围更广，如节能灯、开关电源、交流电机、LED新光源、普通日光灯等等，其克服了传统开关的负载范围小，负载能力弱的缺点。同时，本实用新型中使用开关电源作为电源模块，利用它的高效率，可以减轻自身功耗，带动更小功率的负载，如LED灯等。另外，本实用新型中使用低功耗类LDO稳压芯片、触摸芯片等，可以降低整体功耗，总功耗小于2. 2mff(没有背光指示灯下测得)。本实用新型简化电路，提升电源利用率。本实用新型将馈电低频滤波与高频开关电源分开使用不同滤波电路，消除通电时复位时间的影响，电路更稳定，更安全。下面将结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步说明。
图1为本实用新型电路方框图。图2为本实用新型电路原理图。图3为本实用新型开关驱动模块部分电路原理图。图4为本实用新型电源模块和馈电模块部分电路原理图。图5为本实用新型触摸感应模块和状态指示模块部分电路原理图。
具体实施方式
本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。请参看附图1，本实用新型主要包括触摸感应模块、电源模块和开关驱动模块，触摸感应模块用于接收电容式触摸开关输入的触摸感应信号，并根据触摸感应信号控制开关驱动模块动作，以导通负载的供电回路，电源模块给触摸感应模块供电。请结合参看附图1、附图2和附图5，本实施例中，触摸感应模块的核心器件为触摸感应芯片TO，本实施例中，触摸感应芯片U6采用型号为ADPT005的触摸感应芯片，其包括有5路触摸感应输入和5个I/O 口，且具有数据处理能力，触摸感应芯片U6为低功耗触摸器件，静态功耗小于5uA，具体实施时，也可以采用其他类似功能的芯片替换。本实施例中， 触摸感应模块上设有一个以上电容式触摸开关接口，可用于连接电容式触摸开关，本实施例中，每个电容式触摸开关接口上串接一个电容，可以起到滤波作用减少50 IOOHz电源杂波干扰，具体实施时，电容式触摸开关可集成在本实用新型内，也可以设置在本实用新型外部，通过接口与本实用新型连接。本实施例中，触摸感应芯片U6的灵敏度调节接口上连接有调节电容C7，通过改变电容C7的大小，可调节触摸感应芯片TO对电容式触摸开关感应的灵敏度。本实施例中，以采用其中3路为例进行具体说明，即在触摸感应芯片U6上连接有三个电容式触摸开关，同时触摸感应芯片U6输出三路控制信号，控制三个开关驱动模块工作，具体实施时，可以根据实际需要进行增减，可以仅设置一路，也可以设置两路或其他多路，当其仅设置一路时，本实用新型为节能型单线制单路电容感应式触摸开关，当其设置两路以上是，本实用新型则为节能型单线制多路电容感应式触摸开关。请结合参看附图1、附图2和附图4，本实施例中，电源模块包括整流桥BDl、变压器PTl、开关管Ql、RC振荡单元和稳压芯片U3，整流桥BDl连接在本实用新型的市电输入接口上，本实施例中，整流桥 BDl—端连接在市电火线输入接口上，另一端连接在第一路开关驱动模块的负载连接端上， 当本实用新型的第一路开关驱动模块处于断开状态时，220V交流直接加在整流桥BDl上， 经整流桥BDl整流后，输出高压直流电，本实施例中，变压器PTl和开关管Ql组成高频开关电源，整流桥BDl整流后的高压直流电直接输入至变压器PTl的初级线圈的一端，变压器 PTl的初级线圈的另一端通过开关管Ql接地，本实施例中，电阻R4和电容C9组成RC振荡单元，RC振荡单元一端连接在整流桥BDl的输出上，另一端连接在开关管Ql的控制端上， 控制开关管Ql的通断，从而实现高压直流电通过变压器PT1，经过变压器PTl转换成5V低压电源，然后经过二极管D6整流后输入给稳压芯片U3，经稳压芯片U3稳压后输出给触摸感应芯片U6供电。本实施例中，稳压芯片U3采用低压差、低功耗的LDO器件，以降低稳压电路中的静态功耗，本实施例中，稳压芯片U3采用型号为6206-3V0的稳压芯片，具体实施时， 也可以采用类似功能的其他芯片替换。本实施例中，电源模块中还包括有整流桥BD2，整流桥BD2 —端连接在第二路开关驱动模块的负载连接端上，整流桥BD2另一端连接在第三路开关驱动模块的负载连接端上，整流桥BD2与整流桥BDl并联，整流桥BD2的输出端也连接在变压器PTl上，当第二路开关驱动模块或第三路开关驱动模块中有一路导通时，外接市电通过整流桥BD2进行整流，进行供电。本实施例中，整流桥BDl和整流桥BD2与稳压芯片 U3之间串接有电阻R1，电阻Rl与稳压芯片U3的公共端和地之间连接有电容C8，电阻Rl和电容C8组成RC滤波电路，能滤除整流桥BDl和整流桥BD2输出的高频干扰。本实施例中， 稳压芯片U3的输出经过电阻R6输入至触摸感应芯片U6的振荡信号输入端，电阻R6为触摸感应芯片U6的振荡电阻。本实施例中，电源模块中还包括有反馈单元，反馈单元主要包括光耦0P4和稳压二极管D5，稳压二极管D5连接在变压器PTl次级线圈上，即稳压芯片U3 的输入引脚上，用于采样变压器PTl次级线圈的输出电压，并将采样结果输出给光耦0P4内的发光二极管，当采样结果高于稳压二极管D5的击穿电压时，稳压二极管D5导通，使光耦 0P4内的发光二极管发光，同时使光耦0P4的次级，即光耦0P4内的光敏三极管也导通，光耦0P4内的光敏三极管输出至开关管Ql的控制端上，光耦0P4内的光敏三极管导通，将开关管Ql的控制端电位拉低，控制开关管Ql断开，实现输出高压保护。请结合参看附图1、附图2和附图5，本实施例中，开关驱动模块设有三个，每个开关驱动模块的电路结构都相同， 本实施例中，仅以第一路开关驱动模块为例，对其电路进行具体说明。本实施例中，第一路开关驱动模块主要包括光耦OPl和双向可控硅Tl，光耦OPl的初级通过限流电阻R2连接到触摸感应芯片TO的一个I/O 口上，光耦OPl的次级连接在双向可控硅Tl的控制端上，通过双向可控硅控制负载的回路通断。本实用新型中，还包括有状态指示模块，本实施例中，状态指示灯采用三个LED，每个LED分别通过一个限流电阻连接在触摸感应芯片U6的一个输出端上，用于指示一路开关驱动模块的工作状况，当触摸感应芯片U6的一个输出端上的开关驱动模块为导通时，触摸感应芯片U6对应的I/O 口输出低电平，则相应的LED点亮，当触摸感应芯片U6对应的I/O 口输出高电平时，相应的LED熄灭，相应的开关驱动模块导通工作。同时，状态指示灯还可以作为背景灯使用，不仅可以指示相应的开关驱动模块的工作状况，还能在黑暗中，指示本实用新型所在位置。本实用新型中还包括馈电单元，本实施例中的馈电单元包括稳压二极管D1、稳压二极管D2、稳压二极管D3和整流单元，稳压二极管Dl连接在双向可控硅Tl的控制端上，稳压二极管D2连接在双向可控硅T2的控制端上，稳压二极管D3连接在双向可控硅T3的控制端上，每个稳压二极管分别输出给整流单元，本实施例中，整流单元包括二极管D7、二极管D8、二极管D9和二极管D10，其中，二极管D7与稳压二极管Dl的输出端连接，二极管D8与稳压二极管D2的输出端连接，二极管D9与稳压二极管D3的输出端连接，二极管D7、二极管D8和二极管D9的输出分别连接至二极管D10，二极管DlO输出至稳压芯片U3的输入引脚上，在本实用新型中的电子开关接通时，高压电源降低后，电源模块部分无法正常工作时，可以通过馈电模块继续为触摸感应芯片U6提供工作电流。本实施例中，触摸开关包括4个外接接口，其中一个可用于与交流市电的火线连接，另外三个接口分别与一个负载连接，与火线连接的输入接口分别与每个开关驱动模块中的光耦的次级的一端连接，每个开关驱动模块中的光耦的次级的另一端分别与一个和负载连接的输出接口连接。本实用新型在使用时，将火线连接在本实用新型的与火线连接的输入接口上，另外三个接口上分别连接一个负载，当负载不导通时，外接市电通过整流桥BDl整流后，再经过开关电源部分变压后输出给稳压芯片U3，由稳压芯片U3给触摸感应芯片U6供电。当有触摸开关输入控制信号给触摸感应芯片U6时，触摸感应芯片U6输出相应的控制信号，使相应的开关驱动模块中的光耦导通，光耦驱动相应的开关驱动模块中的双向可控硅导通，双向可控硅接通火线与对应的负载，使对应的负载上电，同时，相应的状态指示灯熄灭，实现开关控制。本实用新型可以带动各种负载，负载范围更广，如节能灯、开关电源、交流电机、 LED新光源、普通日光灯等等，其克服了传统开关的负载范围小，负载能力弱的缺点。同时， 本实用新型中使用开关电源作为电源模块，利用它的高效率，可以减轻自身功耗，带动更小功率的负载，如LED灯等。另外，本实用新型中使用低功耗类LDO稳压芯片、触摸芯片等，可以降低整体功耗，总功耗小于2. 2mW(没有背光指示灯下测得)。本实用新型简化电路，提升电源利用率。本实用新型将馈电低频滤波与高频开关电源分开使用不同滤波电路，消除通电时复位时间的影响，电路更稳定，更安全。以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式
以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关，其特征是所述的触摸开关包括触摸感应模块、电源模块和开关驱动模块，触摸感应模块用于接收电容式触摸开关输入的触摸感应信号，并根据触摸感应信号控制开关驱动模块动作，以导通负载的供电回路，电源模块给触摸感应模块供电。
2.根据权利要求1所述的节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关，其特征是所述的触摸感应模块设有一个以上电容式触摸开关接口。
3.根据权利要求1所述的节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关，其特征是所述的开关驱动模块设有一个以上，触摸感应模块分别输出控制信号控制各个开关驱动模块。
4.根据权利要求1或2或3所述的节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关，其特征是所述的触摸感应模块采用触摸感应芯片。
5.根据权利要求1或2或3所述的节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关，其特征是所述的电源模块包括整流桥、变压器、开关管、RC振荡单元和稳压芯片，外接交流电源经整流桥整流后输入变压器的初级线圈一端，开关管连接在变压器的初级线圈另一端和地之间，RC振荡单元连接在开关管的控制端上，变压器次级线圈输出给稳压芯片，经稳压芯片稳压后输出给触摸感应模块供电。
6.根据权利要求5所述的节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关，其特征是所述的电源模块还包括反馈单元，反馈单元包括光耦和稳压二极管，稳压二极管连接在变压器次级线圈上，采样变压器次级线圈的输出电压，并将采样结果输出给光耦内的发光二极管，光耦内的光敏三极管输出至开关管的控制端上，控制开关管的通断。
7.根据权利要求1或2或3所述的节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关，其特征是所述的开关驱动模块包括双向可控硅和光耦，触摸感应模块输出控制信号给光耦，经光耦输出控制双向可控硅的通断，双向可控硅控制导通负载的供电回路。
8.根据权利要求5所述的节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关，其特征是所述的触摸开关还包括馈电单元，馈电单元包括稳压二极管和整流单元，稳压二极管连接在双向可控硅的控制端上，稳压二极管输出给整流单元，经整流单元整流后输出给电源模块。
9.根据权利要求7所述的节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关，其特征是所述的触摸开关还包括馈电单元，馈电单元包括稳压二极管和整流单元，稳压二极管连接在双向可控硅的控制端上，稳压二极管输出给整流单元，经整流单元整流后输出给电源模块。
10.根据权利要求1或2或3所述的节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关，其特征是所述的触摸开关还包括状态指示模块，状态指示模块连接在触摸感应模块的输出端上。
专利摘要本实用新型公开一种节能型单线制单/多路电容感应式触摸开关，触摸开关包括触摸感应模块、电源模块和开关驱动模块，触摸感应模块用于接收电容式触摸开关输入的触摸感应信号，并根据触摸感应信号控制开关驱动模块动作，以导通负载的供电回路，电源模块给触摸感应模块供电。本实用新型可以带动各种负载，负载范围更广，如节能灯、开关电源、交流电机、LED新光源、普通日光灯等等，其克服了传统开关的负载范围小，负载能力弱的缺点，其总功耗小于2.2mW(没有背光指示灯下测得)。本实用新型简化电路，提升电源利用率。本实用新型将馈电低频滤波与高频开关电源分开使用不同滤波电路，消除通电时复位时间的影响，电路更稳定，更安全。
文档编号H03K17/96GK202094865SQ201120098190
公开日2011年12月28日 申请日期2011年4月6日 优先权日2011年4月6日
发明者林庆光, 燕彩虹, 肖兴朝 申请人:深圳市阿达电子有限公司