一种交流节电开关控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种交流节电开关控制装置，其包括开关控制模块、电流检测模块和供电模块，其与红外控制装置连接；当电流检测模块检测电器处于待机状态时，输出检测信号给红外控制装置，开关控制模块根据红外控制装置延迟预设时间后输出第二电平的开关信号延迟关断电器与电源接口之间的供电通路，切断电器的电源，达到节约电能的目的，还大大减少了待机功耗。在需要开机时，红外控制装置输出第一电平的开关信号控制开关控制模块来导通电器与电源接口之间的供电通路，给电器供电使其正常通电工作。
【专利说明】一种交流节电开关控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及开关控制【技术领域】，特别涉及一种交流节电开关控制装置。
【背景技术】
[0002]电能作为最主要的能源之一，在工业化生产和人们的日常生活中占有重要的地位。目前电器在使用过程中，除正常的电能消耗外，还会产生不必要的电能浪费。例如待机能耗，即电器通过遥控器关机后，由于插座仍插在电源接口上，此时处于待机状态，仍消耗电能。很多电器一天内的电能消耗达到IW以上。特别地很多老、旧电器的待机功耗更大。
[0003]随着节能环保理念的不断倡导，如何减少电能的不必要消耗已成为电器领域需要解决的技术问题之一。大部分用户采用关机后拔出电器的电源插座的方式节能，但其操作不便，且容易忘记。为此，市面上出现了节电控制开关，能根据电流的变化来判断电器处于工作状态还是待机状态。在电器待机时自动关闭电源开关。需要再次打开电器时，大多数需手动触发节电控制开关来接通电源。这些节电控制开关大多只能简单地判断有无遥控器发出的红外遥控信号来控制电源通断，极易产生误操作。例如，遥控器使用时发射的红外遥控指令(如换台、调声音)常被误认为电源通断指令，进行错误响应。
[0004]同时，市面上常用的节电控制开关中，开关器件常采用电磁式继电器，通过电磁感应来控制接触点的吸合与释放，接触点为机械开关。这种开关方式存在以下缺点:1是开关通断时有噪声，2是开关接通时有电磁辐射，3是有时会发生触点粘连，有时还会有火花。
[0005]因而现有技术还有待改进和提高。
实用新型内容
[0006]鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种交流节电开关控制装置，以解决现有节电控制开关有较高的待机能耗的问题。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案:
[0008]一种交流节电开关控制装置，与红外控制装置连接，其包括:
[0009]用于根据第一电平的开关信号导通电器与电源接口之间的供电通路，以及根据红外控制装置延迟预设时间后输出的第二电平的开关信号、延迟关断电器与电源接口之间的供电通路的开关控制模块；
[0010]用于检测电器处于待机状态时，输出检测信号给红外控制装置的电流检测模块；
[0011]用于将输入的交流电转换成直流电给开关控制模块、电流检测模块和红外控制装置供电的供电模块；
[0012]所述供电模块连接开关控制模块、电流检测模块和红外控制装置，所述开关控制模块连接电流检测模块和红外控制装置，所述电流检测模块连接红外控制装置。
[0013]所述的交流节电开关控制装置中，所述开关控制模块包括:
[0014]用于将红外控制装置输出的开关信号转换为驱动信号并输出的驱动单元；
[0015]用于根据所述驱动信号控制电源单元的输出通路的通断的开关单元；
[0016]用于根据其输出通路的通断控制电器与电源接口之间的供电通路的通断的电源接口单元；
[0017]所述驱动单元、开关单元和电源接口单元依次连接。
[0018]所述的交流节电开关控制装置中，所述驱动单元包括第一三极管、光耦可控硅、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一三极管为NPN三极管，第三电阻为限流电阻；所述第一三极管的基极连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接红外控制装置、还通过第二电阻接地，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极连接光耦可控硅的阴极，所述光耦可控硅的阳极通过第三电阻连接供电模块，光耦可控硅的第一端子和第二端子连接开关单元。
[0019]所述的交流节电开关控制装置中，所述开关单元包括双向可控硅、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第六电阻为用于保护双向可控硅的压敏电阻；所述双向可控硅的控制极连接所述光耦可控硅的第一端子、还通过第五电阻连接双向可控硅的第一阳极、第六电阻的一端和电源接口单元，双向可控硅的第二阳极连接第六电阻的另一端和电源接口单元、还通过第四电阻连接光耦可控硅的第二端子。
[0020]所述的交流节电开关控制装置中，所述电源接口单元包括电源输入接口、电源输出接口和第七电阻，所述第七电阻为正温度系数热敏电阻；所述电源输入接口的火线端通过第七电阻连接第一电流检测端，第二电流检测端连接第六电阻的另一端，电源输入接口的零线端连接电源输出接口的N-220V端口，电源输出接口的L-220V端口连接第六电阻的一端。
[0021]所述的交流节电开关控制装置中，所述电流检测模块包括:
[0022]用于检测电源接口单元内的交流电流、并将所述交流电流转换为对应压值的电压信号输出的电流电压转换单元；
[0023]用于对所述电压信号按照预设比例放大后输出放大信号的放大单元；
[0024]用于将所述放大信号与预置的比较电压进行比较后输出交流的电平信号的比较单元；
[0025]用于将交流的电平信号转换为直流的脉冲电压信号并进行检波后输出检测信号给红外控制装置的整流检波单元；
[0026]所述电流电压转换单元、放大单元、比较单元和整流检波单元依次连接，所述电流电压转换单元连接电源接口单元，整流检波单元连接红外控制装置。
[0027]所述的交流节电开关控制装置中，所述电流电压转换单元包括电流传感器芯片、第一电容和第二电容，所述电流传感器芯片的IP+端、IP-端均连接电源接口单元，电流传感器芯片的VCC端连接供电模块、还通过第一电容接地，电流传感器芯片的FILTER端通过第二电容接地，电流传感器芯片的V1UT端连接放大单元。
[0028]所述的交流节电开关控制装置中，所述放大单元包括第一运算放大器、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻和第三电容；所述第一运算放大器的反相输入端通过第八电阻连接电流传感器芯片的V1UT端，第一运算放大器的正相输入端通过第九电阻连接供电模块、还通过第十电阻接地，第一运算放大器的输出端通过第十一电阻连接第一运算放大器的反相输入端，第一运算放大器的输出端还连接比较单元，第三电容与第十一电阻并联。
[0029]所述的交流节电开关控制装置中，所述比较单元包括第二运算放大器、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻；所述第二运算放大器的正相输入端连接第一运算放大器的输出端，第二运算放大器的反相输入端通过第十二电阻连接供电模块、还通过第十三电阻接地，第二运算放大器的输出端连接整流检波单元、还通过第十四电阻连接供电模块。
[0030]所述的交流节电开关控制装置中，所述整流检波单元包括第一二极管、第十五电阻、第十六电阻、第四电容和第五电容；所述第一二极管的正极连接第二运算放大器的输出端，第一二极管的负极通过第四电容接地、还通过第十五电阻连接第十六电阻的一端，所述第十六电阻的一端通过第五电容接地，第十六电阻的另一端连接红外控制装置。
[0031]所述的交流节电开关控制装置中，所述供电模块包括AC/DC转换器和第六电容，所述AC/DC转换器的VACINL端连接电源接口单元，AC/DC转换器的VACINN端连接零线端，AC/DC转换器的VO+端连接电流检测模块、开关控制模块和红外控制装置，AC/DC转换器的VO-端接地；第六电容为滤波电容，其正极连接AC/DC转换器的VO+端、负极接地。
[0032]相较于现有技术，本实用新型提供的交流节电开关控制装置，当电流检测模块检测电器处于待机状态时，输出检测信号给红外控制装置，开关控制模块根据红外控制装置延迟预设时间后输出第二电平的开关信号自动延迟关断电器与电源接口之间的供电通路，切断电器的电源，达到节约电能的目的，还大大减少了待机功耗。在需要开机时，红外控制装置输出第一电平的开关信号控制开关控制模块来导通电器与电源接口之间的供电通路，给电器供电使其正常通电工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为本实用新型实施例提供的交流节电开关控制装置的结构框图。
[0034]图2为现有红外电路的电路图。
[0035]图3为本实用新型实施例提供的交流节电开关控制装置中电流检测模块的电路图。
[0036]图4为本实用新型实施例提供的交流节电开关控制装置中开关控制模块的电路图。
[0037]图5为本实用新型实施例提供的交流节电开关控制装置中供电模块的电路图。
【具体实施方式】
[0038]本实用新型提供一种交流节电开关控制装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0039]本实施例提供的交流节电开关控制装置，主要应用于通过红外信号进行控制的电器中。请参阅图1，所述交流节电开关控制装置10与现有的红外控制装置20协同工作，均设置在电器中，能根据电器的工作状态自动切断或连接电源。当遥控器的“开/关”按键发射红外信号(开/关机)给电器时，红外控制装置20根据预存红外数据识别所述红外信号的控制指令(为开机还是关机)，输出对应电平的开关信号给交流节电开关控制装置10。
[0040]所述交流节电开关控制装置10包括开关控制模块101、电流检测模块102和供电模块103。所述开关控制模块101根据第一电平的开关信号导通电器与电源接口之间的供电通路。电流检测模块102检测电器处于待机状态时，输出检测信号给红外控制装置20，红外控制装置20延迟预设时间后输出第二电平的开关信号控制开关控制模块101延迟关断电器与电源接口之间的供电通路。所述供电模块103将输入的交流电220VAC_in转换成直流电压VCC给开关控制模块101、电流检测模块102和红外控制装置20供电。所述供电模块连接开关控制模块101、电流检测模块102和红外控制装置20。所述开关控制模块101连接电流检测模块102和红外控制装置20，所述电流检测模块102连接红外控制装置20。
[0041]在需要开机时，红外控制装置20识别遥控器发出的红外信号为开机指令，并发出第一电平(即高电平)的开关信号SW给开关控制模块101。开关控制模块101即刻导通电器与电源接口(用于输入220V的交流电)之间的供电通路，输出交流电220VAC_out。电器通电之后，红外控制装置20将收到的开机的红外信号转发给电器，使电器开机，进入工作状态。
[0042]在需要关机时，遥控器发射的红外信号为关机指令，其控制电器进入待机状态。电流检测模块102检测电器处于待机状态时，输出低电平的检测信号ro给红外控制装置20，红外控制装置20延迟预设时间后输出第二电平(即低电平)的开关信号SW控制开关控制模块101延迟关断电器与电源接口之间的供电通路，切断电器的电源。此时虽然电器的电源插座仍插在电源接口上，但是电源接口输入的220V的交流电不会进入电器中，大大减少了待机功耗。
[0043]请同时参阅图2，所述红外控制装置20包括单片机Ua、轻触开关Kl、LED指示灯Da、红外接收管IR1、三极管Qa和红外发射管Db ;其电路结构及连接关系如图2所示。其中，所述单片机Ua采用型号为PIC16F1704低功耗单片机，以降低功耗。红外接收管IRl对接收的红外信号进行解调后传输给单片机Ua。单片机Ua识别出该红外信号对应的控制指令(开机或关机)，当为开机指令时，其RA5脚立即输出高电平的开关信号SW给开关控制模块101。若是关机指令，单片机Ua的RAl脚等待电流检测模块102输出的检测信号H)。同时，所述红外信号经过单片机Ua识别后，通过红外发射管Db发射对应的控制指令给电器实现相关控制功能。
[0044]所述控制指令以高低电平组成的脉冲方式呈现，即单片机Ua的RCO脚输出高电平时，三极管Qa导通使红外发射管Db点亮；该RCl脚输出低电平时，三极管Qa截止使红外发射管Db熄灭。红外发射管Db的亮灭状态形成对应的红外数据传输给电器。
[0045]本实施例还可以采用手动方式(即按下轻触开关Kl)输出开关信号SW来控制开关控制模块101。当轻触开关Kl没有按下时(常态)，单片机Ua的RC3脚保持为高电平，单片机Ua不响应。当轻触开关Kl被按下时，该RC3脚变为低电平，单片机Ua可判断按下的时间长短(即低电平的维持时间)来输出高、低电平的开关信号SW。本实施例中，轻触开关Kl被按下的时间在2秒内，开关信号SW为高电平；被按下的时间在3秒?5秒，开关信号SW为低电平。
[0046]在具体实施时，为了避免其他电器的遥控器发出的红外信号影响红外控制装置20，本实施例还通过轻触开关Kl对红外控制装置20进行初始化，使红外控制装置20中预先保存“开/关”按键的红外信号，以便后期识别。
[0047]所述初始化方式为:用户按下轻触开关Kl进入初始化模式(保持按下的状态)，由于单片机Ua中没有任何红外数据，其RC5脚输出相应的高低脉冲控制LED指示灯Da慢闪。此时用户将电器的遥控器对准红外控制装置20按下遥控器上的“开/关”按键，红外接收管IRl接收红外信号、解调后传输给单片机Ua存储。数据保存完成后RCO脚控制LED指示灯Da快闪，之后再松开轻触开关Kl，初始化完成。
[0048]由于初始化过程中仅保存本电器的遥控器的“开/关”按键的红外信号，当本电器的遥控器发出其他红外信号(由频道、声音的相关按键产生)时，或者其他电器的遥控器的各个按键发出红外信号时，红外控制装置20不会响应，则不会输出开关信号SW来通断电器与电源接口之间的供电通路，以保证电器的正常工作，避免其他遥控器的干扰。
[0049]需要理解的是，现有电器中已有红外控制装置，本实施例涉及对红外控制装置的功能应用，并以红外控制装置中常见的一种电路结构为例来阐述红外控制装置20与交流节电开关控制装置10的连接关系和控制原理。本实施例通过应用红外控制装置20的现有功能来对交流节电开关控制装置10进行控制，从而使电器需要开机时自动接通220V的交流电；在待机时延时预设时间后切断交流电的输入，以减少待机损耗。为了方便用户操作和生产，在具体实施时，可将所述红外控制装置20设置在交流节电开关控制装置10中。
[0050]请一并参阅图3，所述交流节电开关控制装置10中，开关控制模块101包括驱动单元1011、开关单元1012和电源接口单元1013。所述驱动单元1011将红外控制装置20输出的开关信号SW转换为驱动信号并输出，开关单元1012根据所述驱动信号控制电源单元1013的输出通路的通断，电源接口单元1013根据其输出通路的通断控制电器与电源接口之间的供电通路的通断。所述驱动单元1011、开关单元1012和电源接口单元1013依次连接。
[0051]其中，所述驱动单元1011包括第一三极管Ql、光耦可控硅Ul、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，所述第一三极管Ql为NPN三极管，第三电阻R3为限流电阻；所述第一三极管Ql的基极连接第一电阻Rl的一端，第一电阻Rl的另一端连接红外控制装置、还通过第二电阻R2接地，第一三极管Ql的发射极接地，第一三极管Ql的集电极连接光耦可控硅Ul的阴极2，所述光耦可控硅Ul的阳极I通过第三电阻R3连接供电模块103 (即输出直流电压VCC的端口)，光耦可控硅Ul的第一端子3和第二端子4连接开关单元1012。
[0052]当开关信号SW为高电平时，第一三极管Ql导通使光耦可控硅Ul的阳极I和阴极2之间产生恒定的电流，光耦可控硅Ul内的发光二极管被点亮控制第一端子3与第二端子4连接。当开关信号SW为低电平时，第一三极管Ql截止，光耦可控硅Ul的阳极I和阴极2之间没有电流流过，该发光二极管熄灭，光耦可控硅Ul的第一端子3与第二端子4断开。
[0053]所述开关单元1012包括双向可控硅U2、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，所述第六电阻R6为压敏电阻，用于保护双向可控硅U2。所述双向可控硅U2的控制极G连接所述光耦可控硅Ul的第一端子3、还通过第五电阻R5连接双向可控硅U2的第一阳极Al、第六电阻R6的一端和电源接口单元1013，双向可控硅U2的第二阳极A2连接第六电阻R6的另一端和电源接口单元1013、还通过第四电阻R4连接光耦可控硅Ul的第二端子4。
[0054]当光耦可控硅Ul的第一端子3与第二端子4连接时，第四电阻R4与第五电阻R5上的电压增高使双向可控硅U2导通，即其第一阳极Al与第二阳极A2导通。当光耦可控硅Ul的第一端子3与第二端子4断开连接时，第四电阻R4与第五电阻R5上无电流流过，双向可控硅U2不导通、即其第一阳极Al与第二阳极A2阻断。
[0055]在具体实施时，第六电阻R6选择压敏电压为电源电压峰值1.5倍的压敏电阻。例如，当交流节电开关控制装置应用在220VAC的交流市电中时，可选用压敏电压为470V的压敏电阻。如果压敏电压过高，其限制反向电压的效果较差，易引起电路误工作。
[0056]所述电源接口单元1013包括电源输入接口 J1、电源输出接口 J2和第七电阻R7，所述第七电阻R7为正温度系数热敏电阻。所述电源输入接口 Jl的火线端L通过第七电阻R7连接第一电流检测端LI，第二电流检测端L2连接第六电阻R6的另一端，电源输入接口Jl的零线端N连接电源输出接口 J2的N-220V端口，电源输出接口 J2的L-220V端口连接第六电阻R6的一端。
[0057]其中，所述第七电阻R7正常工作时电阻很小，能有效地吸收电器(此时电器相当于负载)断电时产生的感应电压，保护双向可控硅U2不被损坏。第七电阻R7还可以起到过载保护作用；当负载处于过载状态时，流过第七电阻R7的电流增大，其温度升高，电阻变大，最后导致第七电阻R7几乎处于阻断状态，从而起到电流保护作用。而当过载排除后，第七电阻R7温度降低，恢复导通状态，又恢复正常工作。
[0058]应当理解的是，所述第一电流检测端L1、第二电流检测端L2为常导通状态。本实施例主要是引出这两个检测端便于电流检测模块102检测电流状态，以判断电器是否处于待机状态。当双向可控硅U2导通时，电源输出接口 J2的L-220V端口与电流检测端L2连接，从电源输出接口 J2输出220V的交流电给电器(如图3中220VAC_out)。当双向可控硅U2不导通时，220V的交流电无法输出，相当于切断了电器的电源，从而减少了待机功耗。本实施例提供的交流节电开关控制装置的改进点之一在于，上述开关控制模块101采用固态控制电路结构，与市面上常见的电磁继电器控制方式相比，本实施例具有:安全可靠、寿命长、无噪声污染、电磁辐射小等优点。
[0059]请同时参阅图4，所述电流检测模块102包括电流电压转换单元1021、放大单元1022、比较单元1023和整流检波单元1024，所述电流电压转换单元1021、放大单元1022、比较单元1023和整流检波单元1024依次连接，所述电流电压转换单元1021连接电源接口单元1013，整流检波单元1024连接红外控制装置。所述电流电压转换单元1021用于检测电源接口单元内的交流电流、并将所述交流电流转换为对应压值的电压信号输出。放大单元1022对所述电压信号按照预设比例放大后输出放大信号。比较单元1023将所述放大信号与预置的比较电压进行比较后输出交流的电平信号。整流检波单元1024将交流的电平信号转换为直流的脉冲电压信号并进行检波后输出检测信号ro给红外控制装置。
[0060]所述电流电压转换单兀1021包括电流传感器芯片U3、第一电容Cl和第二电容C2，所述电流传感器芯片U3的IP+端、IP-端分别连接电源接口单元1013的第二电流检测端L2、第一电流检测端LI，电流传感器芯片U3的VCC端连接供电模块103、还通过第一电容Cl接地，电流传感器芯片U3的FILTER端通过第二电容C2接地，电流传感器芯片U3的V1UT端连接放大单元1022。
[0061]其中，所述电流传感器芯片U3采用集成霍尔器件ACS712，其功耗较低。当电源接口单元1013的第一电流检测端LI与第二电流检测端L2之间有电流流过时，电流传感器芯片U3将交流电流转换为对应压值的电压信号，从其V1UT端输出。电压信号的幅度(即压值)与所述电流的大小成比例。
[0062]所述放大单元1022包括第一运算放大器U4、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻Rll和第三电容C3 ;所述第一运算放大器U4的反相输入端通过第八电阻R8连接电流传感器芯片U3的V1UT端，第一运算放大器U4的正相输入端通过第九电阻R9连接供电模块、还通过第十电阻RlO接地，第一运算放大器U4的输出端通过第十一电阻Rll连接第一运算放大器U4的反相输入端，第一运算放大器U4的输出端还连接比较单元1023，第三电容C3与第—^一电阻Rll并联。
[0063]第九电阻R9与第十电阻RlO对供电模块输出的直流电压VCC进行分压后输出基准电压，第一运算放大器U4根据所述基准电压对电流传感器芯片U3的V1UT端输出的电压信号按照一定的预设比例放大，输出放大信号给比较单元1023。
[0064]所述比较单元1023包括第二运算放大器U5、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14 ;所述第二运算放大器U5的正相输入端连接第一运算放大器U4的输出端，第二运算放大器U5的反相输入端通过第十二电阻R12连接供电模块、还通过第十三电阻R13接地，第二运算放大器U5的输出端连接整流检波单元1024、还通过第十四电阻R14连接供电模块。
[0065]第十二电阻R12与第十三电阻R13对供电模块输出的直流电压VCC进行分压后输出比较电压(即用于比较的预设门限)。当第一运算放大器U4输出的放大信号的电压大于所述比较电压时，第二运算放大器U5输出高电平(即直流电压VCC的压值);反之，输出低电平；高电平和低电平组合为交流的电平信号给整流检波单元1024。
[0066]所述整流检波单元1024包括第一二极管D1、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第四电容C4和第五电容C5 ;所述第一二极管Dl的正极连接第二运算放大器U5的输出端，第一二极管 Dl的负极通过第四电容C4接地、还通过第十五电阻R15连接第十六电阻R16的一端，所述第十六电阻R16的一端通过第五电容C5接地，第十六电阻R16的另一端连接红外控制装置。
[0067]其中，第十五电阻R15、第十六电阻R16、第四电容C4和第五电容C5组成检波电路。交流的电平信号经过第一二极管Dl后变为直流的脉冲电压信号，再经过检波电路后变为直流的检测信号ro给红外控制装置，以便于红外控制装置检测判断电器是否处于待机状态。
[0068]请继续参阅图4，当检测流过电源接口单元1013的第一电流检测端LI与第二电流检测端L2之间的电流大于门限电流后，输出的检测信号ro为高电平，电器处于工作状态；反之，检测信号ro为低电平，电器处于待机状态。
[0069]请一并参阅图5，本实施例中，所述供电模块包括AC/DC转换器Ml和第六电容C6，所述AC/DC转换器Ml的VACINL端连接电源接口单元中的第一电流检测端LI，AC/DC转换器Ml的VACINN端连接零线端N，AC/DC转换器Ml的VO+端(输出直流电压VCC)连接电流检测模块、开关控制模块和红外控制装置，AC/DC转换器Ml的VO-端接地。第六电容C6为滤波电容，其正极连接AC/DC转换器Ml的VO+端、负极接地。
[0070]AC/DC转换器Ml为隔离型，能将交流电220VVAC_in转换为5V的直流电压VCC ;其可采用RECOM公司的型号为RAC02的AC/DC转换器，其输出功率为2W，待机功耗仅为30mW，进一步减少了待机功耗。
[0071]请同时参阅图1至图5，假设供电模块103已工作并输出5V的直流电压VCC给交流节电开关控制装置10中的其他模块和红外控制装置20供电。所述交流节电开关控制装置10与红外控制装置20的工作原理为:
[0072]一、当电器处于工作状态，需要关机时。
[0073]1、遥控器发射为关机指令的红外信号，被红外接收管IRl接收解调后传输给单片机Ua识别出为关机的控制指令。单片机Ua的RAl脚等待电流检测模块102输出的检测信号PD。同时，单片机Ua输出控制指令通过红外发射管Db发射给电器，使电器处于待机状态。
[0074]2、待机状态下第一电流检测端LI与第二电流检测端L2上无电流流过，电流传感器芯片U3检测到其IP+端、IP-端为低电平时，输出低电平的电压信号、依次进行放大、t匕较、整流、检波后输出低电平的检测信号ro给红外控制装置20的单片机Ua。
[0075]3、单片机Ua判断电器处于待机状态，启动其内部计时器开机计时，在计时时间达到后、即延迟预设时间(如15分钟)后，输出低电平的开关信号SW给开关控制模块101。
[0076]4、低电平的开关信号SW控制第一三极管Ql截止,光稱可控娃Ul的阳极I和阴极2之间没有电流流过使其第一端子3与第二端子4断开连接。第四电阻R4与第五电阻R5上无电流流过，双向可控硅U2的第一阳极Al与第二阳极A2阻断，交流电220VAC_in无法从电源输出接口 J2输出，相当于切断了电器的电源，从而减少了待机功耗。关闭电源时，LED指示灯Da处于常亮状态。
[0077]应当理解的是，在单片机Ua计时过程中，若检测信号H)变成高电平，则判断电器又处于工作状态(此为用户关机后又开机的情况)，此时计时器停止工作并将计时清零。由于还没有切断电源，电器可以恢复工作状态。本实施例只有在检测信号ro保持低电平超过计时时间后才输出低电平的开关信号sw关闭电源，以避免电器通电、断电频繁切换产生多余的电能消耗，延长开关控制模块ιο?的使用寿命。
[0078]二、当电器处于关机状态，需要开机时。
[0079]1、遥控器发射开机指令的红外信号，被红外接收管IRl接收解调后传输给单片机Ua识别出为开机的控制指令。单片机Ua的RA5立即输出高电平的开关信号SW给开关控制模块101。
[0080]2、高电平的开关信号SW控制第一三极管Ql导通，光耦可控硅Ul的阳极I和阴极2之间产生恒定的电流使其第一端子3与第二端子4连接。第四电阻R4与第五电阻R5上的电压增高使双向可控硅U2的第一阳极Al与第二阳极A2导通，交流电220VAC_in从电源输出接口 J2输出，给电器供电。
[0081]3、第一电流检测端LI与第二电流检测端L2上有电流流过，电流传感器芯片U3检测到其IP+端、IP-端为高电平时，输出高电平的检测信号ro给单片机Ua。
[0082]4、单片机Ua根据高电平的检测信号H)判断电器与电源接口之间的供电通路已连接。单片机Ua输出控制指令通过红外发射管Db发射给电器，使电器开机，进入工作状态。导通电源时，LED指示灯Da处于熄灭状态。
[0083]本实施例提供的交流节电开关控制装置的改进点之一还在于，大大减少了功耗。根据实际电路测试得出各模块的最大待机功耗包括:供电模块为30mW，红外控制装置为
2.8mff (单片机)+6mW (红外收发)，电流检测模块为52mW，开关控制模块为2mW。在待机状态下的总消耗功率小于0.1W。如果交流节电开关控制装置一直工作，其一年消耗的电量为:0.lW*24h*365=876Wh=0.876度；也即是说，交流节电开关控制装置一年消耗的电量小于I度，几乎为“O”功耗。
[0084]综上所述， 本实用新型提供的交流节电开关控制装置，在需要开机时，由开关控制模块根据第一电平的开关信号导通电器与电源接口之间的供电通路，给电器供电。当电流检测模块检测电器处于待机状态时，输出检测信号给红外控制装置，红外控制装置延迟预设时间后输出第二电平的开关信号控制延迟关断电器与电源接口之间的供电通路，停止供电、以减少待机功耗。由于所述开关控制模块采用固态控制电路结构，比市面上常见的电磁继电器控制方式具有更安全、寿命长、无噪声污染、电磁辐射小等优点。同时，交流节电开关控制装置的电路设计和电子器件的型号选择使其一年消耗的电量小于I度，不仅自身能耗低、还通过待机后关闭电源来大大降低待机能耗。
[0085]可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种交流节电开关控制装置，与红外控制装置连接，其特征在于，包括: 用于根据第一电平的开关信号导通电器与电源接口之间的供电通路，以及根据红外控制装置延迟预设时间后输出的第二电平的开关信号、延迟关断电器与电源接口之间的供电通路的开关控制模块； 用于检测电器处于待机状态时，输出检测信号给红外控制装置的电流检测模块； 用于将输入的交流电转换成直流电给开关控制模块、电流检测模块和红外控制装置供电的供电模块； 所述供电模块连接开关控制模块、电流检测模块和红外控制装置，所述开关控制模块连接电流检测模块和红外控制装置，所述电流检测模块连接红外控制装置。
2.根据权利要求1所述的交流节电开关控制装置，其特征在于，所述开关控制模块包括: 用于将红外控制装置输出的开关信号转换为驱动信号并输出的驱动单元； 用于根据所述驱动信号控制电源单元的输出通路的通断的开关单元； 用于根据其输出通路的通断控制电器与电源接口之间的供电通路的通断的电源接口单元； 所述驱动单元、开关单元和电源接口单元依次连接。
3.根据权利要求2所述的交流节电开关控制装置，其特征在于，所述驱动单元包括第一三极管、光耦可控硅、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一三极管为NPN三极管，第三电阻为限流电阻；所述第一三极管的基极连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接红外控制装置、还通过第二电阻接地，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极连接光耦可控硅的阴极，所述光耦可控硅的阳极通过第三电阻连接供电模块，光耦可控硅的第一端子和第二端子连接开关单元。
4.根据权利要求3所述的交流节电开关控制装置，其特征在于，所述开关单元包括双向可控硅、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第六电阻为用于保护双向可控硅的压敏电阻；所述双向可控硅的控制极连接所述光耦可控硅的第一端子、还通过第五电阻连接双向可控硅的第一阳极、第六电阻的一端和电源接口单元，双向可控硅的第二阳极连接第六电阻的另一端和电源接口单元、还通过第四电阻连接光耦可控硅的第二端子。
5.根据权利要求4所述的交流节电开关控制装置，其特征在于，所述电源接口单元包括电源输入接口、电源输出接口和第七电阻，所述第七电阻为正温度系数热敏电阻；所述电源输入接口的火线端通过第七电阻连接第一电流检测端，第二电流检测端连接第六电阻的另一端，电源输入接口的零线端连接电源输出接口的N-220V端口，电源输出接口的L-220V端口连接第六电阻的一端。
6.根据权利要求2所述的交流节电开关控制装置，其特征在于，所述电流检测模块包括: 用于检测电源接口单元内的交流电流、将所述交流电流与预置电流转换为对应压值的电压信号输出的电流电压转换单兀； 用于对所述电压信号按照预设比例放大后输出放大信号的放大单元； 用于将所述放大信号与预置的比较电压进行比较后输出交流的电平信号的比较单元;用于将交流的电平信号转换为直流的脉冲电压信号并进行检波后输出检测信号给红外控制装置的整流检波单元； 所述电流电压转换单元、放大单元、比较单元和整流检波单元依次连接，所述电流电压转换单元连接电源接口单元，整流检波单元连接红外控制装置。
7.根据权利要求6所述的交流节电开关控制装置，其特征在于，所述电流电压转换单元包括电流传感器芯片、第一电容和第二电容，所述电流传感器芯片的IP+端、IP-端均连接电源接口单元，电流传感器芯片的VCC端连接供电模块、还通过第一电容接地，电流传感器芯片的FILTER端通过第二电容接地，电流传感器芯片的V1UT端连接放大单元。
8.根据权利要求7所述的交流节电开关控制装置，其特征在于，所述放大单元包括第一运算放大器、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻和第三电容；所述第一运算放大器的反相输入端通过第八电阻连接电流传感器芯片的V1UT端，第一运算放大器的正相输入端通过第九电阻连接供电模块、还通过第十电阻接地，第一运算放大器的输出端通过第十一电阻连接第一运算放大器的反相输入端，第一运算放大器的输出端还连接比较单元，第三电容与第十一电阻并联。
9.根据权利要求8所述的交流节电开关控制装置，其特征在于，所述比较单元包括第二运算放大器、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻；所述第二运算放大器的正相输入端连接第一运算放大器的输出端，第二运算放大器的反相输入端通过第十二电阻连接供电模块、还通过第十三电阻接地，第二运算放大器的输出端连接整流检波单元、还通过第十四电阻连接供电模块。
10.根据权利要求9所述的交流节电开关控制装置，其特征在于，所述整流检波单元包括第一二极管、第十五电阻、第十六电阻、第四电容和第五电容；所述第一二极管的正极连接第二运算放大器的输出端，第一二极管的负极通过第四电容接地、还通过第十五电阻连接第十六电阻的一端，所述第十六电阻的一端通过第五电容接地，第十六电阻的另一端连接红外控制装置。
11.根据权利要求2所述的交流节电开关控制装置，其特征在于，所述供电模块包括AC/DC转换器和第六电容，所述AC/DC转换器的VACINL端连接电源接口单元，AC/DC转换器的VACINN端连接零线端，AC/DC转换器的VO+端连接电流检测模块、开关控制模块和红外控制装置，AC/DC转换器的VO-端接地；第六电容为滤波电容，其正极连接AC/DC转换器的VO+端、负极接地。
【文档编号】H01R13/717GK203859335SQ201420197207
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】陈新刚, 张惠兴, 钟文涛 申请人:Tcl集团股份有限公司