专利名称：触摸延时断电开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种延时自动切断电流的控制装置，尤其是工作于市电电路中的、靠人体触摸触发而接通、经一段延时时间后自动断电的开关。
目前，能够完成触摸延时断电功能的开关装置已有不少，如中国实用新型专利CN2050666U、CN2053003U、CN2058542U、CN2067878U等，但由于这些开关装置中的控制电路部分采用低电压(5－－20V)供电，为将市电电压降压，不得不使用高耐压的电容器或大功率电阻器，从而使整个装置的成本增加，体积增大。另外，由于使用的触发元件为普通双极型三极管或集成电路，触发灵敏度不高，触发时要求操作者必须用裸露的手指触摸触发用的金属片，如果在金属片的表面涂漆、粘贴不干胶或进行其他非金属装饰，或用戴手套的手指触摸，将不能可靠地触发，从而给使用带来了不便。
本实用新型的目的，是提供一种触摸延时断电开关，其成本更低；体积更小，外形尺寸能够做到与现行普通开关(如壁式暗藏按键开关)一样小；灵敏度更高，允许操作者用戴薄手套的手指进行触发，或允许在触发金属片表面使用非金属薄膜进行装饰。
本实用新型是这样实现的在绝缘外壳的外表面上，固定一片触摸用金属片(金属片的外表面允许涂布绝缘漆或粘贴非金属薄膜)；在外壳内，固定有印刷电路板；触摸金属片通过一条导线与印刷电路板上的触发输入端相连。
印刷板上的电路由电源电路、主电路和显示电路三部分组成。
电源电路使用一块全桥，全桥的两个交流输入端即为本开关的外部接线端，它们分别接外电路的火线及负载RL；全桥的两个直流输出端“＋”、“－”分别与主电路的“＋”、“－”端相连，作为电路的工作电源，其中，“－”端作为电路的参考地。
按信号的传送顺序，主电路可分为触发电路、延时电路和主开关电路三部分。
触发电路由T(增强型TMOS管)、R1、R2、R3、D1及D2组成。T的栅极与触发输入端之间接有R1和R2，T的栅源两极之间接有R3和D2，T的漏极接D1的负极，D1的正极接电源“＋”。延时电路由C(延时用电解电容)、R4组成。R4的一端接C的正极，并与T的源极相连，另一端与SCR的控制极相连。C的负极接地。
主开关电路由SCR(单向可控硅)组成，SCR的控制极接R4的一端，SCR的阴极接地，阳极接电源“＋”。当本开关处于等待状态时，T截止，C上无电压，故SCR关断。此时流过负载的电流的有效值近似等于流过LED、R5的电流的有效值，此电流与额定电流相比非常小，故此时开关相当于断开。同时，发光管发出微光，用以指示本开关的位置。
当人体接触或接近触摸金属片时，人体感应的电压信号经R1和R2加在T的栅源两极间，使T导通，电源电压经D1、T的漏源极对C充电，当C两端电压上升至Uc1时，SCR开始导通，但此时SCR的转折电压较高，故在每个周期中SCR未导通的一段时间里，电源仍能对C充电，从而使C上的电压继续升高，控制极电流增加，转折电压下降，使电源对C的充电电流减小，从而形成一个负反馈过程。最后，当达到平衡时，C上的电压Uc2将比Uc1高得多。实际上，由于充电回路的时间常数非常小，故达到平衡的时间非常短，甚至于比人按下按钮的一端时间要短得多，所以当使用者松开按钮时，C上的电压早已达到了平衡，此时SCR的转折电压已很低，SCR相当于短路，此时相当于本开关接通。
松开按钮后，C开始通过R1和SCR的控制极放电，使SCR维持导通，本开关进入延时状态。当C上的电压由Uc2降至Uc1以下时，SCR因控制极电流过小而关断，此时相当于本开关断开，负载重又断电，回复到等待状态，完成一个工作循环。
由于在本开关装置中使用了输入阻抗极高的TMOS管，从而提高了其触发灵敏度；由于主电路直接接在全桥的直流输出端，从而省去了降压用的电容器或电阻器；又由于放电电流直接流入可控硅的控制极，从而省去了放大用的三极管。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
此实施例为一个控制白炽灯负载的、外型尺寸和安装尺寸均与常用普通壁式暗开关相同的、具有触摸触发后开灯、延时一段时间后自动关灯的控制开关。
图1中，虚线内是本实用新型的电路原理图，虚线外是外电路。
图2是本实用新型的一个实施例的安装示意图。
图1中，“TOUCH”为触发输入端，“A”、“B”为本装置的两个外部接线端，“RL”为被控负载白炽灯，“BRIDGE”为全桥，其“1”、“2”为交流输入端，“3”、“4”分别为直流输出“＋”、“－”端，T为增强型TMOS管，R1和R2是保护电阻，其作用是限制流过人体的电流，D2是稳压管，其作用是保护T的栅极不被击穿，C为延时用电解电容，R4是延时电阻，SCR为单向可控硅，LED为发光二极管，R5为其限流电阻。
图2中的各部分为［1］与现用普通按键开关的外型尺寸及安装尺寸都相同的胶木基板。［2］触摸用金属圆环。［3］表面非金属装饰层(此项可不用)。［4］发光管。［5］外部引线端兼固定用螺母、螺栓。［6］印刷电路板。［7］连接线。［8］触发输入端。
在图1中，全桥的“1”、“2”分别接A、B两端，作为本开关的外部接线端，接外电路的火线及白炽灯；全桥的“3”、“4”两端分别与主电路的“＋”、“－”端相连，其中，“－”端为电路的参考地。T栅极与触发输入端之间接有R1和R2，T的栅源两极之间接有R3和D2，T的漏极接D1的负极，D1的正极接电源“＋”。T的源极接C的正极，并与R4相连，C的负极接地。R4的另一端接SCR的控制极，SCR的阴极接地，阳极接电源“＋”。LED的负极的负极接地，正极接R5的一端，R5的另一端接电源“＋”。为操作者的安全起见，R1、R2的阻值应大于500K。最好在500K－1M之间。
在图2中，金属圆环［2］嵌在基板［1］的外侧表面上，装饰材料［3］可以使用压敏胶(不干胶)或漆，贴或涂在［2］的外表面上。［1］、［2］和［3］的中央留有圆孔，以便光从其中射出。印刷电路板［6］靠两套螺栓及螺母［5］固定在［1］上，同时，这两套螺母还分别与电路中的A、B两点发生电连接，而且，还作为接线柱，分别用来固定外电路的火线进线及负载出线。［6］上的发光管［4］的发光面正对着基板中央的圆孔，以便使位于基板外侧的使用者能够看见它发出的光。在［2］与电路板的触发输入端［8］之间，有连接线［7］，它将触摸信号传送到电路中去。
以上的整个装置，由于外部尺寸及安装尺寸均与普通壁式暗开关相同，故凡是可以安装普通暗开关的地方均可以安装本装置，安装方式与普通开关相同。安装后，若无人触摸，则本开关处于等待状态，灯不亮，发光管亮，指示本开关的位置，便于黑暗中操作。当有人触摸时，灯亮，发光管灭。停止触摸后，灯仍亮。直到到达延时时间后，灯灭，发光管亮，重新回到等待状态。
权利要求1.一种触摸延时断电开关，在其绝缘外壳的外表面上，固定一片触摸用金属片，在外壳内，固定有本电路的印刷板，触摸金属片通过一条导线与印刷电路板上的触发输入端TOUCH端相连，电路部分，由增强型TMOS管T、单向可控硅SCR、电阻R1、R2、R3、R4、R5、电解电容C、稳压二极管D1、二极管D2、发光二极管LED、全桥BRIDGE组成，BRIDGE的两个交流输入端A、B作为本开关的外部接线端，两个直流输出端“+”、“-”为电路的其他部分提供电源，其特征是BRIDGE的A、B两端分别接外电路的火线及负载，T栅极与TOUCH端之间接有串联的R1、R2，T的栅源两极之间接有并联的R3、D2，且D2的阴极与T的栅极相连，T的漏极接D1的负极，D1的正极接电源“+”，T的源极接C的正极，并与R4相连，C的负极接地，R4的另一端接SCR的控制极，SCR的阴极接地，阳极接电源“+”，LED与R5串联后接于电源“+”、“-”之间。
2.根据权利要求1所述的触摸延时断电开关，其特征是外壳采用与普通壁式暗开关的外型尺寸及安装尺寸都相同的胶木基板，触摸金属片固定在基板外侧的表面上，印刷电路板固定在基板的内侧。
3.根据权利要求1和2所述的触摸延时断电开关，其特征是触摸金属片的外表面涂有装饰漆。
4.根据权利要求1和2所述的触摸延时断电开关，其特征是触摸金属片的外表面上粘贴有非金属薄膜。
5.根据权利要求1和2所述的触摸延时断电开关，其特征是触摸金属环和基板的中央有圆孔，发光管的发光面正对着圆孔。
专利摘要一种触摸延时断电开关装置，它是在绝缘外壳的外表面上，固定一片触摸用金属片；在外壳内，固定有本电路的印刷板；触摸金属片通过一条导线与印刷电路板上的触发输入端相连。此装置工作于市电电路中，能完成触摸触发后接通、经一段延时时间后自动断电的功能。由于本装置中使用了TMOS管及简单的电路，使本装置具有极高的触发灵敏度及较低的成本。
文档编号H01H9/18GK2119050SQ9220870
公开日1992年10月14日 申请日期1992年5月8日 优先权日1992年5月8日
发明者沈卫东 申请人:沈卫东