专利名称：一种固态防爆开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到电子开关，特别涉及到一种电子防爆开关。
背景技术：
当前，电子开关得到广泛应用，极大的方便了人们的工作和生活。电子无触点开关的主要特点是没有可运动的触头部件，导通和关断时不出现电弧或火花，动作迅速，寿命长，可靠性高，适合防火、防爆、防潮等特殊环境使用。中国专利公告号2107736U公开了一种“无触点防爆开关”，由干簧管通过限流电阻联接在交流可控硅的控制极G和阳极A之间，由旋转钮通过穿棒带动永久磁铁变换位置，用以控制干簧管的接触和分离，达到控制双向可控硅的导通或截止，使开关回路接通或打开，开关在分合时无火花产生。该实用新型虽然有工艺简单、成本低的特点，但其应用的干簧管为触点开关，干簧管的玻璃壳体容易破裂，当干簧管的玻璃壳体破裂时，将使开关损坏或不能作防爆开关使用，并且干簧管还存在可靠性差的缺点。中国专利授权公告号CN 2565202Y公开了一种“零电压无触点防爆开关”的实用新型专利，由半导体器件压力传感器、限幅电路、电压跟随器、比较器、触发器、耦合器、过零检测电路和电力电子元件组成，通过按压电陶瓷使它输出一个电压信号，经限幅电路将其信号电压限定到0.7V以内用来触发开关开启和关闭，实现了控制回路和负载回路无触点控制。该实用新型采用压力信号触发，解决了在控制电路中依然有机械触点的弊端，但存在的缺点是电路容易产生误触发，因为压电陶瓷具有非常敏感的特性，可以将声波和微弱的机械振动转换成电信号，雷声、车辆噪声及地面振动所产生的信号幅度将使电路的比较器难辨真伪，因此，该开关容易受到干扰而造成误开启或误关闭。
实用新型内容本实用新型是要提供一种安全可靠、不易损坏、不会产生误开启或误关闭的无触点防爆开关，适合防火、防爆、防水等特殊环境使用。本实用新型的一种固态防爆开关，主要由开关面板(11)、光控组件(12)、按钮
(15)、滑杆(17)、螺旋弹簧(14)、线路板(I)、电子元件和后罩(10)组成，其中，光控组件
(12)和电子元件安装在线路板(I)上，线路板(I)安装在后罩(10)内，后罩(10)安装在开关面板(11)上；开关面板(11)的中心有圆孔，开关面板(11)的内侧有用于安装后罩(10)的螺孔；光控组件(12)呈长方体结构，光控组件(12)上有红外线发射孔(6)、红外线接收孔
(8)和方孔滑槽(7)，红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)呈直线对应设置，方孔滑槽(7)在红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)的之间垂直穿过，在红外线发射孔(6)内安装红外线发射管(VD4)，红外线发射管(VD4)指向红外线接收孔(8)，在红外线接收孔(8)内安装红外线接收管(VD5)，红外线接收管(VD5)朝向红外线发射孔(6);按钮(15)和滑杆(17)连为一体，按钮(15)为圆体结构，按钮(15)从开关面板(11)的中心圆孔伸出，滑杆(17)为方体结构，滑杆(17)伸入到光控组件(12)的方孔滑槽(7)内，使滑杆(17)的前部插入到红外线发射孔(6)与红外线接收孔(8)之间，滑杆(17)的前部有透光孔(13)，透光孔(13)与红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)之间错位设置，当按下按钮(15)时，透光孔(13)与红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)呈直线同位，使光线通过，当按钮(15)恢复原位时，滑杆
(17)的不透光杆体隔在外线发射孔(6)与红外线接收孔(8)之间，阻挡光线通过；螺旋弹簧
(14)为按钮(15)的复位弹簧，螺旋弹簧(14)安装在滑杆(17)的后部，螺旋弹簧(14)的压缩行程在滑杆(17)的尾端至光控组件(12)的端面之间；安装在线路板(I)的电子元件包括:整流二极管a (VD1)、整流二极管b (VD2)、稳压管(VD3)、降压电阻(R1)、限流电阻(R2)、释放电阻(R3)、傍路电阻a (R4)、傍路电阻b(R5)、驱动电阻(R6)、降压电容器(Cl)、滤波电容器(C2)、脉冲电容器(C3)、抗干扰电容器(C4)、D触发器(1C)、三极管(VT)和双向可控硅(VS)，红外线发射管(VD4)和红外线接收管(VD5)的管脚引线连接到线路板(I)上，电路的连接方式为:_整流二极管a (VDl)的阳极连接到地端，整流二极管a (VDl)的阴极连接到整流二极管b (VD2)的阳极，整流二极管b (VD2)的阴极分别连接到D触发器(IC)的VDD端、抗干扰电容器(C4)的正极、三极管(VT)的集电极、红外线接收管(VD5)的阴极、红外线发射管(VD4)的阳极、稳压管(VD3)的阴极和滤波电容器(C2)的正极；滤波电容器(C2)的负极和稳压管(VD3)的阳极连接到地端；红外线发射管(VD4)的阴极连接到限流电阻(R2)的一端，限流电阻(R2)的另一端连接到地端；红外线接收管(VD5)的阳极分别连接到释放电阻(R3)的一端和脉冲电容器(C3)的一端，释放电阻(R3)的另一端连接到地端，脉冲电容器(C3)的另一端分别连接到三极管(VT)的基极和傍路电阻a (R4)的一端，傍路电阻a (R4)的另一端连接到地端；三极管(VT)的发射极分别连接到抗干扰电容器(C4)的负极、D触发器(IC)的CP端和傍路电阻b (R5)的一端，傍路电阻b (R5)的另一端连接到地端；D触发
器(IC)的S端、R端和VSS端连接到地端，D触发器(IC)的D端连接到D触发器(IC)的β
端；D触发器(IC)的Q端连接到驱动电阻(R6)的一端，驱动电阻(R6)的另一端连接到双向可控硅(VS)的控制极，双向可控硅(VS)的阴极连接到地端；电路通过接线端头a (LI)、接线端头b (L2)和接线端头c (NI)连接到外线路上，双向可控硅(VS)的阳极连接到接线端头b (L2)上；整流二极管a (VDl)的阴极与整流二极管b (VD2)的阳极连接到降压电阻(Rl)的一端，降压电阻(Rl)的另一端连接到降压电容器(Cl)的一端，降压电容器(Cl)的另一端连接到接线端头c (NI)上；地端连接到接线端头a (LI)上。本实用新型中，按钮(15)上有凸环(16)，凸环(16)使按钮(15)限位在开关面板上；滑杆(17)的宽度大于红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)的直径。本实用新型中，采用环氧树脂把线路板(I)及电子元件封装在后罩(10)内，可以保证在万一开关本身损坏时，不会使电子元件冒烟、炸裂，从而不会引发易燃易爆场所发生火灾和爆炸事故。上述电路中，降压电阻(Rl)和降压电容器(Cl)构成降压电路，整流二极管a (VDl)和整流二极管b (VD2)构成半桥整流电路，滤波电容器(C2)和稳压管(VD3)构成稳压滤波电路， 220V电源经降压、整流和稳压滤波后，作为工作电源提供给开关内的电路使用，电路中，降压电阻(Rl)和降压电容器(Cl)进行串联使用，可以避免降压电容器(Cl)受到电流冲击而损坏；使用红外线发射管(VD4)和红外线接收管(VD5)实现光控操作，电路中设置脉冲电容器(C3)，使光控操作信号成为脉冲信号，同时，脉冲电容器(C3)还具有防抖作用，因为当脉冲电容器(C3)产生一个脉冲后，电容器(C3)必须通过释放电阻(R3)把电荷释放掉才可再次产生脉冲，在此时间内，操作按钮(15)时的任何抖动都不会使脉冲电容器(C3)产生脉冲；D触发器(IC)连接成双稳触发器方式，当有上升沿脉冲输入到D触发器(IC)的CP端时，就会使D触发器(IC)的Q输出端电平翻转，控制双向可控硅(VS)导通或截止，在D触发器(IC)的CP输入端设置抗干扰电容器(C4)，对电容器(C4)充电后使D触发器(IC)的CP输入端为低电平，只有当D触发器(IC)的CP输入端成为低电平后，上升沿脉冲才能使D触发器(IC)的Q输出端电平翻转，在电容器(C4)充电时间内的任何干扰信号都不能使D触发器(IC)的Q输出端电平翻转，使开关稳定的工作在开通或关闭状态。开关使用期间，如开关处于关断状态，需打开开关时，按一下按钮(15)，使滑杆(17)前部的透光孔(13)与红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)呈直线同位，红外线发射管(VD4)的红外光发射到红外线接收管(VD5 )上，使红外线接收管(VD5 )反向导通，使脉冲电容器(C3 )产生脉冲信号输入到三极管(VT)的基极，使三极管(VT)导通，抗干扰电容器(C4)通过三极管(VT)快速放电，使D触发器(IC)的CP输入端获得上升沿触发信号，D触发器(IC)的Q输出端输出驱动电流，通过驱动电阻(R6 )输入到双向可控硅(VS )的控制极，使双向可控硅(VS )导通，负载接通电源，在松开按钮(15)后，开关仍保持开通状态；如需关闭开关时，再次按一下按钮(15)，又会使D触发器(IC)的CP输入端获得上升沿触发信号而使D触发器(IC)的Q输出端电平翻转，使双向可控硅(VS)关断，负载断开电源。上述的实用新型中，所述的负载为照明灯和小功率电器；所述的外电源为交流220V的市电电源。本实用新型的有益效果是:利用光控组件(12)和按钮滑杆(17)操作光控信号来触发开关导通和关断，结构简单，工作可靠，不会使开关产生误开启或误关闭操作；使用双向可控硅(VS)元件，在控制回路和负载回路都实现无触点来接通或断开，开关内部电路没有动作机构，使得开关不易损坏；采用环氧树脂封装，使开关具有防爆防水多重功能。与现有技术相比，本实用新型的固态防爆开关更安全可靠，使用寿命更长，更适合在防火、防爆、防水等特殊环境使用。
图1是本实用新型的一种固态防爆开关结构图。图2是本实用新型的一种电子式防爆开关电路图。图中:1.线路板，6.红外线发射孔，7.方孔滑槽，8.红外线接收孔，10.后罩，
11.开关面板，12.光控组件，13.透光孔，14.螺旋弹簧，15.按钮，16.按钮的凸环，17.滑杆，18.环氧树脂封装层，VDl.整流二极管a，VD2.整流二极管b，VD3.稳压管，VD4.红外线发射管，VD5.红外线接收管，Rl.降压电阻，R2.限流电阻，R3.释放电阻，R4.傍路电阻a，R5.傍路电阻b，R6.驱动电阻，Cl.降压电容器，C2.滤波电容器，C3.脉冲电容器，C4.抗干扰电容器，IC.D触发器，VT.三极管，VS.双向可控硅，H.照明灯，L1.接线端头a，L2.接线$而头b，N1.接线％5头C。
具体实施方式
图1和图2所示的实施方式中，固态防爆开关主要由开关面板(11)、光控组件(12)、按钮(15)、滑杆(17)、螺旋弹簧(14)、线路板(I)、电子元件和后罩(10)组成，其中，光控组件(12)和电子元件安装在线路板(I)上，线路板(I)安装在后罩(10)内，采用环氧树脂把线路板(I)及电子元件封装在后罩(10)内，后罩(10)安装在开关面板(11)上；开关面板(11)的中心有圆孔，开关面板(11)的内侧有用于安装后罩(10)的螺孔；光控组件(12)呈长方体结构，光控组件(12)上有红外线发射孔(6)、红外线接收孔(8)和方孔滑槽(7)，红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)呈直线对应设置，方孔滑槽(7)在红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)的之间垂直穿过，在红外线发射孔(6)内安装红外线发射管(VD4)，红外线发射管(VD4)指向红外线接收孔(8)，在红外线接收孔(8)内安装红外线接收管(VD5)，红外线接收管(VD5)朝向红外线发射孔(6)，红外线发射管(VD4)和红外线接收管(VD5)的管脚引线连接到线路板(I)上；按钮(15)和滑杆(17)连为一体，按钮(15)为圆体结构，按钮(15)从开关面板(11)的中心圆孔伸出，按钮(15)上有凸环(16)，凸环(16)使按钮(15)限位在开关面板上，滑杆(17)为方体结构，滑杆(17)伸入到光控组件(12)的方孔滑槽(7)内，使滑杆(17)的前部插入到红外线发射孔(6)与红外线接收孔(8)之间，滑杆(17)的宽度大于红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)的直径，滑杆(17)的前部有透光孔(13)，透光孔(13)与红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)之间错位设置，当按下按钮(15)时，透光孔(13)与红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)呈直线同位，使光线通过，当按钮(15)恢复原位时，滑杆(17)的不透光杆体隔在外线发射孔(6)与红外线接收孔(8)之间，阻挡光线通过；螺旋弹簧(14)为按钮(15)的复位弹簧，螺旋弹簧(14)安装在滑杆(17)的后部，螺旋弹簧(14)的压缩行程在滑杆(17)的尾端至光控组件(12)的端面之间。本实施例中使用的电子元件包括:整流二极管a (VD1)、整流二极管b (VD2)、稳压管(VD3)、红外线发射管(VD4)、红外线接收管(VD5)、降压电阻(R1)、限流电阻(R2)、释放电阻(R3)、傍路电阻a (R4)、傍路电阻b (R5)、驱动电阻(R6)、降压电容器(Cl)、滤波电容器(C2)、脉冲电容器(C3)、抗干扰电容器(C4)、D触发器(1C)、三极管(VT)和双向可控硅(VS)，其中，整流二极管a (VDl)和整流二极管b (VD2)选用1N4007的硅整流二极管，稳压管(VD3)选用12V /0.25-0.5W的硅稳压管，红外线发射管(VD4)和红外线接收管(VD5)选用直径3mm的硅管，降压电阻(Rl)选用47 Ω/IW的炭膜电阻，限流电阻(R2)选用2ΚΩ/0.5W的金属膜电阻，释放电阻(R3)选用47 ΚΩ/0.25W的炭膜电阻，傍路电阻a (R4)和傍路电阻b (R5)选用4.7ΚΩ/0.25W的炭膜电阻，驱动电阻(R6)选用ΙΚΩ/IW的炭膜电阻，降压电容器(Cl)选用0.22uF/630V的聚丙烯薄膜电容器，滤波电容器(C2)选用100uF/25V的电解电容器，脉冲电容器(C3)选用2000P/25V的瓷片电容器，抗干扰电容器(C4)选用
0.022uF/25V的瓷片电容器，D触发器(IC)选用CMOS的⑶4013双上升沿D触发器，三极管(VT)选用NPN型的S9013硅三极管，双向可控硅(VS)选用1A/600V的双向可控硅。本实施例的电路连接方式为:_整流二极管a(VDl)的阳极连接到地端，整流二极管a (VDl)的阴极连接到整流二极管b (VD2)的阳极，整流二极管b (VD2)的阴极分别连接到D触发器(IC)的VDD端、抗干扰电容器(C4)的正极、三极管(VT)的集电极、红外线接收管(VD5)的阴极、红外线发射管(VD4)的阳极、稳压管(VD3)的阴极和滤波电容器(C2)的正极；滤波电容器(C2)的负极和稳压管(VD3)的阳极连接到地端；红外线发射管(VD4)的阴极连接到限流电阻(R2)的一端，限流电阻(R2)的另一端连接到地端；红外线接收管(VD5)的阳极分别连接到释放电阻(R3)的一端和脉冲电容器(C3)的一端，释放电阻(R3)的另一端连接到地端，脉冲电容器(C3)的另一端分别连接到三极管(VT)的基极和傍路电阻a (R4)的一端，傍路电阻a (R4)的另一端连接到地端；三极管(VT)的发射极分别连接到抗干扰电容器(C4)的负极、D触发器(IC)的CP端和傍路电阻b (R5)的一端，傍路电阻b (R5)的另一端连接到地端；D触发器(IC)的S端、R端和VSS端连接到地端，D触发器(IC)的D端
连接到D触发器(IC)的g端；D触发器(IC)的Q端连接到驱动电阻(R6)的一端，驱动电阻
(R6 )的另一端连接到双向可控硅(VS )的控制极，双向可控硅(VS )的阴极连接到地端，双向可控硅(VS)的阳极连接到接线端头b (L2)上；整流二极管a (VDl)的阴极与整流二极管b(VD2)的阳极连接到降压电阻(Rl)的一端，降压电阻(Rl)的另一端连接到降压电容器(Cl)的一端，降压电容器(Cl)的另一端连接到接线端头c (NI)上；地端连接到接线端头a (LI)上；开关通过接线端头a (LI)、接线端头b (L2)和接线端头c (NI)连接到外线路上,接线端头b (L2)连接到负载的一端，负载的另一端连接到 220V电源的中性线(N)上；接线端头c (NI)连接到 220V电源的中性线(N)上；接线端头a (LI)连接到 220V电源的相线(L)上。
权利要求1.一种固态防爆开关，其特征是开关主要由开关面板(11)、光控组件(12)、按钮(15)、滑杆(17)、螺旋弹簧(14)、线路板(I)、电子元件和后罩(10)组成，其中，光控组件(12)和电子元件安装在线路板(I)上，线路板(I)安装在后罩(10)内，后罩(10)安装在开关面板(11)上；开关面板(11)的中心有圆孔，开关面板(11)的内侧有用于安装后罩(10)的螺孔；光控组件(12)呈长方体结构，光控组件(12)上有红外线发射孔(6)、红外线接收孔(8)和方孔滑槽(7)，红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)呈直线对应设置，方孔滑槽(7)在红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)的之间垂直穿过，在红外线发射孔(6)内安装红外线发射管(VD4)，红外线发射管(VD4)指向红外线接收孔(8)，在红外线接收孔(8)内安装红外线接收管(VD5)，红外线接收管(VD5)朝向红外线发射孔(6);按钮(15)和滑杆(17)连为一体，按钮(15)为圆体结构，按钮(15)从开关面板(11)的中心圆孔伸出，滑杆(17)为方体结构，滑杆(17)伸入到光控组件(12)的方孔滑槽(7)内，使滑杆(17)的前部插入到红外线发射孔(6)与红外线接收孔(8)之间，滑杆(17)的前部有透光孔(13)，透光孔(13)与红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)之间错位设置，当按下按钮(15)时，透光孔(13)与红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)呈直线同位，使光线通过，当按钮(15)恢复原位时，滑杆(17)的不透光杆体隔在外线发射孔(6)与红外线接收孔(8)之间，阻挡光线通过；螺旋弹簧(14)为按钮(15)的复位弹簧，螺旋弹簧(14)安装在滑杆(17)的后部，螺旋弹簧(14)的压缩行程在滑杆(17)的尾端至光控组件(12)的端面之间； 安装在线路板(I)的电子元件包括:整流二极管a (VD1)、整流二极管b (VD2)、稳压管(VD3)、降压电阻(R1)、限流电阻(R2)、释放电阻(R3)、傍路电阻a (R4)、傍路电阻b (R5)、驱动电阻(R6)、降压电容器(Cl)、滤波电容器(C2)、脉冲电容器(C3)、抗干扰电容器(C4)、D触发器(1C)、三极管(VT)和双向可控硅(VS)，红外线发射管(VD4)和红外线接收管(VD5)的管脚引线连接到线路板(I)上，电路的连接方式为: _整流二极管a (VDl)的阳极连接到地端，整流二极管a (VDl)的阴极连接到整流二极管b (VD2)的阳极，整流二极管b (VD2)的阴极分别连接到D触发器(IC)的VDD端、抗干扰电容器(C4)的正极、三极管(VT)的集电极、红外线接收管(VD5)的阴极、红外线发射管(VD4)的阳极、稳压管(VD3)的阴极和滤波电容器(C2)的正极；滤波电容器(C2)的负极和稳压管(VD3)的阳极连接到地端；红外线发射管(VD4)的阴极连接到限流电阻(R2)的一端，限流电阻(R2)的另一端连接到地端；红外线接收管(VD5)的阳极分别连接到释放电阻(R3)的一端和脉冲电容器(C3)的一端，释放电阻(R3)的另一端连接到地端，脉冲电容器(C3)的另一端分别连接到三极管(VT)的基极和傍路电阻a (R4)的一端，傍路电阻a (R4)的另一端连接到地端；三极管(VT)的发射极分别连接到抗干扰电容器(C4)的负极、D触发器(IC)的CP端和傍路电阻b (R5)的一端，傍路电阻b (R5)的另一端连接到地端；D触发器(IC)的S端、R端和VSS端连接到地端，D触发器(IC)的D端连接到D触发器(IC)的g端；D触发器(IC)的Q端连接到驱动电阻(R6)的一端，驱动电阻(R6)的另一端连接到双向可控硅(VS)的控制极,双向可控娃(VS)的阴极连接到地端；电路通过接线端头a (LI)、接线端头b(L2)和接线端头c (NI)连接到外线路上，双向可控硅(VS)的阳极连接到接线端头b (L2)上；整流二极管a (VDl)的阴极与整流二极管b (VD2)的阳极连接到降压电阻(Rl)的一端，降压电阻(Rl)的另一端连接到降压电容器(Cl)的一端，降压电容器(Cl)的另一端连接到接线端头C (NI)上；地端连接到接线端头a (LI)上。
2.根据权利要求1所述的一种固态防爆开关，其特征是按钮(15)上有凸环(16)，凸环(16)使按钮(15)限位在开关面板上。
3.根据权利要求1所述的一种固态防爆开关，其特征是滑杆(17)的宽度大于红外线发射孔(6)和红外线接收孔(8)的直径。
4.根据权利要求1所述的一种固态防爆开关，其特征是采用环氧树脂把线路板(I)及电子元件封装在后罩 (10)内。
专利摘要一种固态防爆开关，涉及到一种电子防爆开关，主要由光控组件、按钮和线路板组成，光控组件上有红外线发射孔、红外线接收孔和方孔滑槽，方孔滑槽在红外线发射孔和红外线接收孔的之间垂直穿过，在红外线发射孔内安装红外线发射管，在红外线接收孔内安装红外线接收管；按钮和滑杆连为一体，滑杆伸入到光控组件的方孔滑槽内，滑杆的前部有透光孔，透光孔与红外线发射孔和红外线接收孔之间错位设置，利用光控组件和按钮滑杆操作光控信号来触发开关导通和关断，在控制回路和负载回路都实现无触点接通或断开，采用环氧树脂封装，使开关具有防爆防水多重功能。本实用新型的固态防爆开关安全可靠，使用寿命长，适合在防火、防爆、防水等特殊环境使用。
文档编号H03K17/78GK202978872SQ20132001528
公开日2013年6月5日 申请日期2013年1月13日 优先权日2013年1月13日
发明者周昀煜 申请人:衢州昀睿工业设计有限公司