专利名称：安全节能的分压借电开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及电器设备的开关机电路，具体涉及用于电脑、电视及声控照 明等家用电器的节能分压借电开关。
背景技术：
现有的电脑、电视等家用电器均采用的非断电式待机关机电路(未断电， 短时间内等待下次方便开机)，和市场上销售的声控照明(开关)灯座的待机关灯电路(待机电流在700微安以上、过载能力较差、照明灯类型的适用范 围较窄)，其节能效果不是很理想，原因在于待机时存在的功耗偏大。主要原 因是现有电器设备的电源电路中，其存在的待机关机电路不仅本身元件较多、 成本高，而且在待机过程中一般有3W—10W的功耗。发明内容针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种微功耗有源待机的分压借电开关(模块)电路，能使设备在关机状态下总损耗为o，在开机时也只有较小的功耗，以节省现有待机电路待机状态和开机过程中所要消耗 的电能。本发明的目的是这样实现的安全节能的分压借电开关，其特征在于由启动开关(AN)、受控开关(K)、分压借电电路(RJ)和开关控制电路(K) 组成；分压借电电路(RJ)与受控开关(K)和负载(RU串联连接，分压借 电电路(RJ)还与开关控制电路(K)并联连接，以保证负载(RL)工作时受 控开关(K)得电闭合，待机时失电断开。进一步，所述分压借电电路(RJ)由分压电阻(Rl)、整流电路(DE)、 分流滤波电容(C)和稳压分流(VD、 BG)组成；启动开关(AN)经电阻(R2)、 半桥(整流)电路(Dl、 D2)分别与整流电路(DE)的直流正、负极接点连接；整流电路(DE)的直流正、负极接点还分别与继电器(J)、分流滤波电 容(C)、稳压分流(VD、 BG)电路并联连接，分压电阻(Rl)与整流电路(DE) 的交流接点并联连接后再与负载(RL)、受控开关(J)串联连接；负载(RU 工作时受控开关(J)得电闭合，负载待机时受控开关(J)失电而断开。进一步，所述分压借电电路(RJ)由受控开关(VD1)、分压电阻(Rl)、 整流电路(DE)、同步整流电路(D)、分流滤波(C)和稳压分流电路(VD2、 BG)组成，其特征在于受控开关(VD1)与分压电阻(Rl)串联连接后再与整 流电路(DE)的直流正负极接点并联连接，整流电路(DE)的交流接点与负 载(RU串联连接；分压电阻(Rl)还与同步整流电路(D)串联连接后，再 分别与分流滤波(C)、稳压分流电路(VD2、 BG)和控制电路(K)并联连接； 电阻(R2)分别与DE正极接点、分流滤波(C)的正极连接，保证K在待机 时有能维持正常工作的电流和C储能所需的充电电流。所述分压借电电路(RJ)由分压电流互感器(B)、整流电路(DE)、分流 滤波(C)和稳压分流电路(VD、 BG)组成；电流互感器的一次绕组与负载(RL)、 受控开关(K)串联连接，二次绕组与整流电路(DE)的交流接点并联连接， DE的直流正负极接点分别与分流滤波(C)、稳压分流电路(VD、 BG)、开关控 制电路(K)并联连接，负载工作时K得电闭合，负载待机时K失电断开。所述开关控制电路(K)是分压借电开关控制模块电路，由整流电路(1、 2、 3、 4脚)、稳压分流电路(5、 6脚)、电源输出电路(7脚)、继电器输出 电路(9脚)、时序脉冲分频计数器(IC， CD4060)、红外线信号输出电路(11 脚)和红外线信号输入电路(12脚)以及三级弱信号放大电路组成，所述开 关控制电路(K)中的电路的(1、 3胆卩)与电流互感器(B)的二次绕组并联 连接或并接一个分压电阻(Rl)后再与开关、负载串联连接，电流互感器(B) 的一次绕组与负载PZ串联连接，(5脚)经过并联连接的电阻(R2)、隔离电 路(D)与电池(E)正极连接，(2脚)与电池(E)负极连接，(4、 5、 7、 8、 10脚)分别与电容C1、 C2、 C3、 C4、 C5正极连接，(9脚)与继电器(J)连 接；(11脚)与红外线发射管(VD2)连接，(12脚)与红外线接收管(VD3) 连接；负载(PZ)工作时J得电吸合，负载(PZ)待机时J失电而断开。本发明为电脑、电视提供各自专用的节能开关或插座，以保证在待机时 自动断电，并且待机电流小于60微安的声控照明开关的同时，提供一种微功 耗有源待机的分压借电开关模块电路(机内电池供电，待机自动断电)。该模 块电路经集成化技术处理后制成的厚膜开关可以直接生产于电脑、电视等产 品内，或者供厂家设计新产品时借鉴。本发明是在提供电脑专用三联插座、电视专用三联插座方式消极地解决 现有电脑、电视待机节能问题的同时，提供一个可借鉴的能替代主机待机功能的有源待机、分压借(电)能的开关控制(模块)电路(待机电流小于60UA，由机内电池供电，图九粗实线框内)，经集成化技术处理(增加一个数据存储、 延时输出)后制成的厚膜开关可生产于电脑、电视等影音产品内，或供厂家 在设计新产品时，结合产品的电气技术要求开发更安全、更节能的产品时作参考o
图1是本发明的等效电路原理图；图2是互感器分压、继电器作开关的借(电)能开关原理图；图3是电阻分压、可控硅作开关的借(电)能开关原理图；图4是电阻分压、继电器作开关的借(电)能开关原理图；图5是电脑专用三联(开关)插座实施电路原理图；图6是电视专用三联(开关)插座实施电路原理图；图7是声控照明借(电)能开关实施电路原理图；图8是把开关加装于电脑电源盒内的实施电路原理图；图9是开关模块电路用于40—200瓦内电器的实施电路原理图；图10是开关模块电路用于10—40瓦内电器的实施原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。6如图1所示，安全节能的分压借电开关，其特征在于由启动开关(AN)、受控开关(K)、分压借电电路(RJ)和开关控制电路(K)组成；分压借电电 路(RJ)与受控开关(K)和负载(RL)串联连接，分压借电电路(RJ)还与 开关控制电路(K)并联连接，以保证负载(RL)工作时受控开关(K)得电 闭合，待机时失电断开。本发明是在负载回路串联接入由受控开关(K)和分 压借电电路(RJ)等组成的安全节能的分压借电开关，借用负载工作时的部 分电能(在RJ上得到的电压降)使控制电路(K)得电工作，令开关闭合(负 载工作时)，或使开关断开(负载待机时)。如图4所示，根据图1原理的一种具体实施方式
为所述受控开关和分 压借电电路(RJ)由按钮开关(AN)、阻(电)流电阻(R2)、双向(导通) 半桥(整流)电路(Dl、 D2)和分压电阻(Rl)、整流电路(DE)、分流滤波 (C)、稳压分流(VD、 BG)电路组成(开机浪涌电流、超出电路设定最大值 电流以上的过电流进行安全分流)，启动开关(AN)经电阻(R2)、半桥(整 流)电路(Dl、 D2)分别与整流电路(DE)的直流正负极接点连接(認触点 电流的技术要求由数A以上降为200MA即可)；整流电路(DE)的直流正负极 接点还分别与继电器(J)、分流滤波(C)、稳压分流(VD、 BG)电路并联连 接，分压电阻(Rl)与整流电路(DE)的交流接点并联连接后再与负载(RL)、 受控开关(J)串联连接；负载工作时J得电闭合，负载待机时J失电而断开。如图3所示，所述受控开关和分压借电电路由开关(VD1，单向可控硅作 开关用)和分压电阻(Rl)、整流电路(DE)、同步整流电路(D)、分流(储 能)滤波(C，负载工作时分流、待机时储能)、稳压分流电路(VD2、 BG)组 成，其特征在于受控开关(VD1)与分压电阻(Rl)串联连接后再与整流电路 (DE)的直流正负极接点并联连接，整流电路(DE)的交流接点与负载(RL) 串联连接；分压电阻(Rl)还与同步整流电路(D)串联连接后，再分别与分 流(储能)滤波(C)、稳压分流电路(VD2、 BG)和控制电路(K)并联连接; R2分别与DE正极接点、C的正极连接，是保正K在待机时(关灯状态)有能 维持正常工作的电流和C储能所需的充电电流；如图2所示，所述分压借电电路(RJ)由分压电流互感器(B)、整流电路(DE)、分流滤波(C)、稳压分流电路(VD、 BG)组成，电流互感器的一次 绕组与负载(RL)、受控开关(K)串联连接，二次绕组与整流电路(DE)的 交流接点并联连接，DE的直流正负极接点分别与分流滤波(C)、稳压分流电 路(VD、 BG)、开关控制电路(K)并联连接，负载工作时K得电闭合，负载 待机时K失电断开。图9是开关(模块)电路用于40—200瓦内电器的实施图。PZ是电源、 主机电路，JM是解码电路，JK是分压借(电)能开关控制(模块)电路，E 是机内电池，B是电流互感器，粗实线框内的IC是分频计数器(CD4060)。开 机信号(遥控信号)由VD3接收、12脚输入、经放大、分频计数处理后由9 脚输出(J得电闭合接通PZ的电源)；经放大整型后的另一路红外线信号由 ll脚输出、VD2转发、VD1接收并送入解码(JM)电路完成各种功能任务，7 脚为JM提供工作电源。待机时，J因失电而断开。参见图9 (粗实线框内)， 所述开关控制电路(K)是分压借(电)能专用(需外接分压电路B或R)的 开关控制(模块)电路(应集成化处理)，由整流电路(1、 2、 3、 4脚)、稳 压分流电路(5、 6脚)、电源输出电路(7胜卩，供解码电路用)、继电器输出 电路(9脚)、时序脉冲分频计数器(IC， CD4060)、红外线信号输出电路(11 脚)和红外线信号输入电路(12脚)以及三级弱信号放大电路组成，开关控 制(模块)电路的1、 3脚与电流互感器(B)的二次绕组并联连接(或并接 一个分压电阻R1后再与开关、负载串联连接)，B的一次绕组与负载PZ (主 机、电源)串联连接，5脚经过并联连接的限流电阻(R2，限流充电)、隔离 电路(D)与电池(E)正极连接，2脚与电池(E)负极连接，4、 5、 7、 8、 IO脚分别与分流、滤波电容C1、 C2、 C3、 C4、 C5正极连接，9脚与继电器(J) 连接，ll脚与红外线发射管(VD2)连接，12脚与红外线接收管(VD3)连接； 负载(PZ)工作时J得电吸合，负载(PZ)待机时J失电而断开。图5是电脑专用三联(开关)插座实施电路原理图，按相线、零线、保 护接地的要求正确连接，确保安全。借用电脑主机工作时在电阻R1两端产生 的压降经DE整流为J提供电流，并由C、 BG、 LED滤波、稳压分流，LED作稳压及电源显示用。AN用220V、触点电流大于200MA的按钮开关，J用线圈工 作电压为3V、触点电流大于IO安的继电器(该继电器的质量、技术要求较高， 应向厂家定制)。插座置于电脑主机附近，方便使用，CZ1是两个插座，供显 示器和上网设备(modem)使用，CZ2是主机插座(当显示器电源由主机电源 盒接出时应合上K)。开启电脑时先按下插座上的AN (不松手)，再点按一下 电脑主机的开机按钮即可。关闭电脑按正常关机方式即可(主机待机J失电 而使以上设备断电)。图6是电视专用三联开关插座实施图。按相线、零线的要求正确连接， 确保安全。CZ1是两个插座，供影碟机、机顶盒用，CZ2是电视机插座。红外 线开机信号被VD接收，经三级放大，驱动时序脉冲分频计数器(CD4060)工 作，由4、 5、 7脚输出，令J闭合，接通电源，待机时J失电而断开电源。 插座置于电视机旁边，让插座上的红外线接收管(VD)与电视机内的红外线 接收管朝向一致，确保插座上和电视机内红外线接收管能同时接收到遥控器 发射的信号。图7是声控照明借(电)能开关实施图。MIC输入的声控信号经三极放大， 从IC的13脚输入，由6脚输出高电平延时信号，经BG3放大后控制VD1导 通(开灯)，6脚低电平输出时VD1在电压(AC220V)过零时自动截止(关灯)。 VD2、 R3、 R4过压检测(过压保护)，BG2、 R7过载检测(过载保护)，LED-Z 是分流照明，(设计一宽底平灯座或宽边筒灯，将其安装在宽底面或宽边面 上)，Dl是同步整流电路。图8是把开关加装于电脑电源盒内的实施图。Z是电脑主板，P是电源盒 内原有的电源板，粗实线是原电源的接插、连接线。电源盒在不改变固定、 安装位置的情况下朝光驱方向扩展增加容积(安装电流互感器、电池、电子 元件用)，继电器采用两极(刀)同步继电器(线圈工作电压3V、触点电流大 于10A)。 AN的一组线与主板原来的开机接点连接，另一组线经接插件与电源 盒内的相应点连接。开启电脑的方式为，按下AN并保持0.5秒以上，松开再 点按(间隔l秒以内) 一下AN即可(第一次按下AN是接通电源令电路稳定，动电源令其开机)。图10是开关模块电路用于10—40瓦内电器的实施图。从功耗、成本、 安装体积等方面考虑，在10至40瓦小功率电器中采用电阻分压方式最佳。 将1、 3脚并接一个分压电阻(Rl)后直接串联接入市电与PZ的回路中，让 电池(E)和JK工作在悬浮供电状态(除为市电提供交流通路外，无其它直 接的电路连接)。继电器(J)应使用线圈工作电压为3V、触点电流满足电器 技术要求的两极(刀)同步继电器(给出技术要求，委托继电器厂家生产)。本发明利用借(电)能电路借得负载工作时的部分电能使控制电路得电 工作，再控制负载的方法，提供电脑、电视各自专用的节能(开关)插座(待 机断电)，较好的解决了电脑关机、遥控电视关机后仍然存在功耗的节能问题， 及照明灯功率、类型适应更宽、待机更节能的声控照明开关(灯座)，同时提 供一个具待机断电功能的分压借(电)能专用开关控制(模块)电路(供集 成化生产厚膜开关参考)。
权利要求
1. 安全节能的分压借电开关，其特征在于由启动开关(AN)、受控开关(K)、分压借电电路(RJ)和开关控制电路(K)组成；分压借电电路(RJ)与受控开关(K)和负载(RL)串联连接，分压借电电路(RJ)还与开关控制电路(K)并联连接，以保证负载(RL)工作时受控开关(K)得电闭合，待机时失电断开。
2、 根据权利要求l所述的安全节能的分压借电开关，其特征在于所述分 压借电电路(RJ)由分压电阻(Rl)、整流电路(DE)、分流滤波电容(C)和 稳压分流(VD、 BG)组成；启动开关(AN)经电阻(R2)、半桥(整流)电路(Dl、 D2)分别与整流电路(DE)的直流正、负极接点连接；整流电路(DE) 的直流正、负极接点还分别与继电器(J)、分流滤波电容(C)、稳压分流(VD、 BG)电路并联连接，分压电阻(Rl)与整流电路(DE)的交流接点并联连接 后再与负载(RL)、受控开关(J)串联连接；负载(RL)工作时受控开关(J) 得电闭合，负载待机时受控开关(J)失电而断开。
3、 根据权利要求l所述的安全节能的分压借电开关，其特征在于所述分 压借电电路(RJ)由受控开关(VD1)、分压电阻(Rl)、整流电路(DE)、同 步整流电路(D)、分流滤波(C)和稳压分流电路(VD2、 BG)组成，其特征 在于受控开关(VD1)与分压电阻(Rl)串联连接后再与整流电路(DE)的直 流正负极接点并联连接，整流电路(DE)的交流接点与负载(RL)串联连接； 分压电阻(Rl)还与同步整流电路(D)串联连接后，再分别与分流滤波(C)、 稳压分流电路(VD2、 BG)和控制电路(K)并联连接；电阻(R2)分别与DE 正极接点、分流滤波(C)的正极连接，保证K在待机时有能维持正常工作的 电流和C储能所需的充电电流。
4、 根据权利要求l所述的安全节能的分压借电开关，其特征在于所述分 压借电电路(RJ)由分压电流互感器(B)、整流电路(DE)、分流滤波(C) 和稳压分流电路(VD、 BG)组成；电流互感器的一次绕组与负载(RL)、受控 开关(K)串联连接，二次绕组与整流电路(DE)的交流接点并联连接，DE的直流正负极接点分别与分流滤波(C)、稳压分流电路(VD、 BG)、开关控制电 路(K)并联连接，负载工作时K得电闭合，负载待机时K失电断开。
5、根据权利要求1所述的安全节能的分压借电开关，其特征在于所述开 关控制电路(K)是分压借电开关控制模块电路，由整流电路(1、 2、 3、 4脚)、 稳压分流电路(5、 6脚)、电源输出电路(7脚)、继电器输出电路(9脚)、 时序脉冲分频计数器(IC， CD4060)、红外线信号输出电路(ll胆卩)和红外线 信号输入电路(12脚)以及三级弱信号放大电路组成，所述开关控制电路(K) 中的电路的(1、 3胆卩)与电流互感器(B)的二次绕组并联连接或并接一个分 压电阻(Rl)后再与开关、负载串联连接，电流互感器(B)的一次绕组与负 载PZ串联连接，(5脚)经过并联连接的电阻(R2)、隔离电路(D)与电池(E) 正极连接，(2脚)与电池(E)负极连接，(4、 5、 7、 8、 10脚)分别与电 容C1、 C2、 C3、 C4、 C5正极连接，(9脚)与继电器(J)连接；(11脚)与 红外线发射管(VD2)连接，(12脚)与红外线接收管(VD3)连接；负载(PZ) 工作时J得电吸合，负载(PZ)待机时J失电而断开。
全文摘要
本发明提供一种安全节能的分压借电开关，由启动开关AN、受控开关K、分压借电电路RJ和开关控制电路K组成；分压借电电路RJ与受控开关K和负载RL串联连接；分压借电电路RJ还与开关控制电路K并联连接，以保证负载RL工作时受控开关K得电闭合，待机时失电断开。本发明有效解决了现有电脑、电视待机节能问题，同时提供一个可借鉴的能替代主机待机功能的有源待机、分压借(电)能的开关控制(模块)电路，结合产品的电气技术要求开发更安全、更节能的产品时作参考。还具有电路简单、成本低等优点。
文档编号G05B19/04GK101261500SQ20081006959
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月25日 优先权日2008年4月25日
发明者杨富志 申请人:杨富志