专利名称：智能程控多路开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电气器件。特别涉及的是电气器件中的开关设备。
目前，多路用电器的控制大多采用多个开关来完成，即每个电气开关只能控制一路(或一组)用电器。明显的例子是现代居室中的吊灯及各种射灯的控制。这些吊灯和射灯加起来少则几盏，多则几十盏，要控制这么多的电灯，即便采用分组并联法，也得用好几个电气开关才能完成。为了方便操作，其电气开关距所控制的电灯都相隔较远，给安装和布线带来诸多不便，且布线复杂、用线多、成本高。此外，现在市面上有一种“微电脑控制开关”，该开关由一个电气开关和一个控制电路所构成。要控制三组电灯的开与关，除其电气开关必须反复接通和关闭外，它内部还需利用控制电路来控制三组用电器的开关，因此，三组电灯在工作时要相互影响当第一组电灯接通后要打开第二组电灯时，必须将电气开关断后再接通第二组电灯，这样，原先打开的第一组电灯也会随之被关闭后再接通。如果要打开第三组电灯，则又要重复上述操作，使前面已打开的第一组、第二组电灯也随之关闭后再接通三组电灯。其二，若三组电灯都在打开的状态下，要改变到第一组打开、第二、三组关闭时，则须将开关关闭几秒钟后才能打开，否则打开后仍保持原状态不变，这种现象在无其它灯光照明的情况下是不可想象的。另外，开关的频繁打开和关闭，对电气开关和用电器都极为不利，尤其是白炽灯，很容易造成瞬间电流冲击而损坏。
本实用新型的目的旨在克服现有技术的上述缺点，提供一种布线简单、用线少、控制操作简便易行的由二根导线控制的智能程控多路开关。
实现本实用新型目的的智能程控多路开关，由控制开关、控制电路和电源电路所构成，其特征是所述的控制开关为一个可输出不同的电位值的电位式控制开关，所述的控制电路由信号采集电路、数个对接于信号采集电路各输出端的反相器和数个对接于反相器输出端的驱动电路所构成，所述的电位式控制开关的输出端与信号采集电路的信号输入端相接。使用时将各驱动电路的输出端分别与各用电器相接，且整个控制电路部分靠近用电器安装。其工作原理是由电源电路接入市电转为直流电源作为整机的工作电源。当电位器控制开关的阻值为0时，信号采集电路的输入电压低于其最低阀值电压，信号采集电路不工作，输出为低电平，使之对接的反相器和相对接的驱动电路均处于不工作状态，各路用电器因而处于失电关闭状态。当操作电位器控制开关使其输出的电阻值达到信号采集电路的某一阀值电压值时，与之相对接的反相器工作，启动驱动电路使其相应的用电器得电工作。
所述的控制开关可以由一电位器担任。当旋转电位器的旋钮，使其电阻值逐渐增大达到信号采集电路的最低阀值电压值Vc/10(以采用10级电压比较器的信号采集电路为例)时，与之对接的第一组反相器工作，启动驱动电路使第一路用电器得电工作。继续旋动电位器旋钮，使其电阻值增大至使信号采集电路的阀值电压达到2Vc/10时，又使第二组反相器工作使第二路用电器得电工作。以此类推，随着电位器控制开关的阻值的增大，以逐步开通各路用电器。反之，如果要关断用电器，则反向旋动电位器控制开关，使之阻值逐渐减小，其工作原理与上述相反。
所述的控制开关可以由一互锁式琴键开关担任，由单个琴键的接通输出不同的电位值给信号采集电路以开通所对应路数的电器。例如，一号琴键所输出的电位值可接通一路用电器；五号琴键所输出的电位值可同时接通五路用电器。这种琴键式控制开关的好处是更简洁。
所述的控制开关还可以由一脉冲转换电路和一个接于该脉冲转换电路输入端的按键式开关所构成。由按键式开关来控制输入脉冲的次数并转换为不同的电位值输给信号采集电路。同样也可起到接通不同路数的用电器的作用。
所述的驱动电路可以由三极管和连接在三极管集电极的继电器所构成。采用继电器的优点是小功率的继电器完全可满足较大功率用电设备的控制任务，且无散热现象发生，工作可靠性高。
所述的驱动电路可以由三极管和连接于三极管集电极的双向可控硅所构成。这种驱动电路具有触发电流小，无触点的优点。
与现有技术相比，本智能程控多路开关具有以下优点一，连接方便。仅采用二根导线即可控制多路用电器的开与关，并且控制电路的电源进线直接和市电220V相连。大大简化了布线工程和用线成本。
二，电路设计合理、构思新颖。可采用大规模集成电路，外围元件少，工作可靠，整机安装完毕无须调试即能达到最佳状态，适合批量生产。
三，可靠性高。本多路开关采用电压调节方式，因而不会受外界脉冲信号的干扰，无误动作。
四，操作灵活，本多路开关在开关的过程中，用电器不会出现闪动，相互间工作是独立的，互不影响。
五，应用范围广，本多路开关不仅适用于家庭电器的控制，而且还可广泛用于宾馆大厅、餐厅及各种娱乐场所、公共场所的多路电器控制。
以下结合附图给出本实用新型的实施例。
图1本实用新型的原理框图图2本实用新型的结构示意图图3实施例1的电路图图4以普通波段开关构成的控制开关的电路图图5琴键式控制开关的外形结构示意图图6琴键式控制开关的电路图图7实施例2的电路图图8实施例3的电路图实施例1参见图1～图3，电位式控制开关1在本实施例中为一个连续可调的电位器W1。其动点P与操作开关的旋钮3固接。由其动点P和定点D引出两根导线4、5与控制电路2相接。也可以选用普通波段开关来担任控制开关。图4给出了普通波段开关的电路图。电位器W1可选用0.5W的线绕电位器，以增加使用寿命。电位器的阻值以旋到最大值时，刚好使信号采集电路的与最后一路用电器所对应的输出脚(图3中为17脚)翻转为低电平为准，这样可以保证控制的准确性。电源电路部分可沿用现有技术，由变压器B、整流全桥QL1和稳压集成块IC5构成。信号采集电路由IC1及外围元件R1、R2、R3、RW1以及电容C1、C5所构成。图3给出了各元件之间的连接结构示意图。IC1内部是由高输入阻抗的缓冲器、10级电压比较器、分压器、基准电压源组成的具有检测模拟信号的电平大小、并可直接驱动小型负载的集成电路块。如LM324、LM393等。
反相器IC2-1～IC1-n可选用CMOS、74HCXX系列的反相器。如CD4069、74HC04等。驱动电路在本实施例中由三极管TR1～TRn和连接于三极管集电极的继电器J1～Jn所构成。图中K1～Kn分别为各对应的继电器接点。L1～Ln为用电器。BX为保险丝。
本实施例的工作过程简述如下当W1的阻值旋至最小Rw1＝0时，由于R3＞＞Rw1，因此IC1的脚上的Va值低于最低阀值电压Vc/10，故IC1的各输出端均为高电平，经反相器反相后变为低电平使三极管TR1～TRn截止，对应的继电器J1～Jn断开，用电器L1～Ln均为失电状态。
当旋动电位器的动点P，电阻值逐渐增大到由R3与W1构成的分压电路产生的分压值Va刚好超过Vc/10时，IC1的第①脚翻转为低电平，和IC1①脚相连的IC2的①脚随之变为低电平，由于IC2是一个反相器，因此经IC2反相后②脚输出为高电平，通过限流电阻R16使晶体管TR1饱和导通，继电器J1吸合，K1接点闭合，用电器L1得电工作。继续旋动电位器的动点P，使电阻值由Rx增加到2Rx时，在由R3和W1构成的分压值刚好超过2Vc/10时，IC1②脚翻转为低电平，与IC1②脚相连的IC2③脚同时变为低电平，经IC2反相后④脚输出高电平，通过限流电阻R17使晶体管TR2饱和导通，继电器J2吸合，K2接点闭合，用电器L2得电工作。当继续旋转电位器的动点P，使电阻值Rx增加到3Rx时，在由R3与W1产生的分压值Va刚好超过3Vc/10时，IC1的③脚翻转为低电平，IC2的⑤脚同时变为低电平，经反相后IC2⑥脚输出高电平，通过限流电阻R18使晶体管TR3饱和导通，继电器J3吸合，K3接点闭合，用电器L3得电工作。
要使用电器L4、L5……Ln得电工作，只须继续旋动电位器的动点P，使电阻值增加至到由R3与W1的分压值Va逐一起过4Vc/10、5Vc/10……nVc/10即可。
反之，如果要关断用电器，则反时针旋动电位器，使电阻值Rx减小，其工作原理与上述相反。
所述的电位式控制开关也可以是一个互锁式琴键开关。这种开关具有直观明了，操作无顺序要求，打开和关闭都极为方便。图5给出了琴键开关的外观图、图6给出了琴键开关的电路结构图，仍由4、5两导线接入信号采集电路的输入脚16。其工作原理与现有电风扇上使用的琴键开关一样，这里不再赘述。
实施例2参见图7，本实施例与前实施例不同的是其电位或控制开关也可以由一个脉冲转换电路和一个接于该脉冲转换电路输入端的按键式开关Ka所构成。图中用虚线框所示出。所述的脉冲转换电路由IC4及其外围元件构成。IC4是一个十进制计数器/脉冲译码器。利用它将按键式开关Ka产生的正脉冲信号转换为电位信号。其工作原理是当按动开关Ka时，电压通过R2加到IC4的脚，即脉冲信号输入端CP。脚得到一个正脉冲后，其对应的输出端Q1(②脚)变为高电平，通过相连接的R31与R5构成分压Va因大于Vc/10，使得第一路开始工作，其后的工作原理同前所述。当第二次按动开关K时，IC4的脚又得到第二个正脉冲，译码后在相应的输出端Q2输出为高电平，与之相连的R32与R5构成的分压Va大于2Vc/10，第二路也开始工作。以此类推，当按动开关Ka十次时，即IC4脚得到10个脉冲，则又回到起始位置Q0，此时因IC1⑩脚的电压Va小于Vc/10，故各路用电器均关闭。若继续按动开关Ka，则又将重复上述工作。
当用电器的路数少于IC4输出脚的位数时，可在控制最后一路用电器的输出端的后一位加一个二极管Dr用于清零。如图中所示的三路用电器L1、L2、L3，则在Q4输出端接Dr到R端。这种脉冲转换电路构成的控制开关的特点是具备断电自动复位功能。
实施例3参见图8，本实施例与实施例1的结构基本相同。不同的是其驱动电路由三极管TR11、TR12、TR13和三个分别连接于三极管集电极的双向可控硅SR1、SCR2和SCR3所构成。
权利要求1.智能程控多路开关，由控制开关、控制电路和电源电路所构成，其特征是所述的控制开关为一个可输出不同的电位值的电位式控制开关，所述的控制电路由信号采集电路、数个对接于信号采集电路各输出端的反相器和数个对接于反相器输出端的驱动电路所构成，所述的电位式控制开关的输出端与信号采集电路的信号输入端相接。
2.如权利要求1所述的智能程控多路开关，其特征在于所述的电位式控制开关为一电位器。
3.如权利要求1所述的智能程控多路开关，其特征在于所述的电位式控制开关为一互锁式琴键开关。
4.如权利要求1所述的智能程控多路开关，其特征在于所述的控制开关由一个脉冲转换电路和一个接于该脉冲转换电路输入端的按键式开关所构成。
5.如权利要求1所述的智能程控多路开关，其特征在于所述的驱动电路由三极管和连接于三极管集电极的继电器所构成。
6.如权利要求1所述的智能程控多路开关，其特征在于所述的驱动电路由三极管和连接于三板管集电极的双向可控硅所构成。
专利摘要本实用新型提供了一种控制多组用电器的智能程控多路开关。由一个可输出不同的电位值的控制开关、连接在控制开关输出端的由信号采集电路、数个对接于信号采集电路各输出端的反相器、数个对接于反相器输出端的驱动电路构成的控制电路以及电源电路所构成。其优点是仅用两根导线即可完成对多路用电器的控制,大大简化布线工程和用线成本。
文档编号H01H9/20GK2390271SQ99241119
公开日2000年8月2日 申请日期1999年9月15日 优先权日1999年9月15日
发明者何伟 申请人:何伟